KR20140123060A - Modified polylactic acid fibers - Google Patents

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KR20140123060A
KR20140123060A KR1020147021999A KR20147021999A KR20140123060A KR 20140123060 A KR20140123060 A KR 20140123060A KR 1020147021999 A KR1020147021999 A KR 1020147021999A KR 20147021999 A KR20147021999 A KR 20147021999A KR 20140123060 A KR20140123060 A KR 20140123060A
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fibers
fiber
polylactic acid
mpm
polymer
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Application number
KR1020147021999A
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Korean (ko)
Inventor
바실리 에이 토폴카라에프
라이언 제이 맥케닌니
톰 에비
타일러 제이 라크
Original Assignee
킴벌리-클라크 월드와이드, 인크.
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Publication date
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Abstract

별개의 시쓰 성분에 의해 둘러싸인 코어 성분을 포함하는 다성분 섬유가 제공된다. 코어 성분은 주로 폴리락트산으로부터 형성되고, 시쓰 성분은 주로 중합체 강인화 첨가제로부터 형성된다. 시쓰/코어 구성은 생성 섬유에 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 중합체 강인화 첨가제는 섬유가 섬유 연신 동안에 부여된 응력으로부터 발생하는 에너지를 흡수하는 능력을 증가시킬 수 있고, 이로써 섬유의 전체 인성 및 강도가 증가한다. 동시에, 시쓰 성분 중의 강인화 첨가제의 존재는, 예컨대 부직 웹 물질에 사용될 경우에 다른 섬유 (동일하거나 상이한 것)와의 결합도를 향상시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 이점은 시쓰/코어 구성이 폴리락트산과 중합체 강인화 첨가제가 함께 블렌딩된 열가소성 조성물로부터 형성될 수 있다는 점이다.There is provided a multicomponent fiber comprising a core component surrounded by a separate sheath component. The core component is mainly formed from polylactic acid, and the sheath component is formed mainly from the polymer toughening additive. The sheath / core configuration can provide various benefits to the resulting fibers. For example, polymer toughening additives can increase the ability of a fiber to absorb energy resulting from the stress imparted during fiber stretching, thereby increasing the overall toughness and strength of the fiber. At the same time, the presence of a toughening additive in the sheath component can improve the bonding with other fibers (same or different) when used, for example, in a nonwoven web material. Another advantage of the present invention is that the sheath / core composition can be formed from a thermoplastic composition wherein the polylactic acid and polymeric toughening additive are blended together.

Description

개질된 폴리락트산 섬유 {MODIFIED POLYLACTIC ACID FIBERS}[0001] MODIFIED POLYLACTIC ACID FIBERS [0002]

관련 출원Related application

본 출원은 2010년 8월 13일에 출원된 미국 출원 12/856,012의 연속부이며, 이 출원은 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.This application is a continuation of U.S. Serial No. 12 / 856,012, filed on August 13, 2010, which is incorporated herein by reference in its entirety.

발명의 배경BACKGROUND OF THE INVENTION

생분해성 중합체로부터 부직 웹을 형성하려는 다양한 시도가 있어 왔다. 생분해성 중합체로부터 제조된 섬유는 공지되어 있지만, 그의 사용과 관련해서는 문제가 있었다. 예를 들어, 폴리락트산 ("PLA")은 부직 웹을 형성하는 데에 사용되는 가장 통상적인 생분해성 및 환경 친화성 (재생성) 중합체 중 하나이다. 안타깝게도, PLA 부직 웹은 일반적으로 폴리락트산의 높은 유리 전이 온도 및 느린 결정화 속도로 인해 낮은 결합 유연성 및 높은 조도를 갖는다. 그 결과, 열 결합된 PLA 부직 웹은 종종, 특정한 응용분야, 예컨대 흡수 용품에서 허용되지 않는 낮은 연신율을 나타낸다. 또한, 폴리락트산은 높은 연신비를 견딜 수 있지만, 열 수축을 극복하는데 필요한 결정화를 달성하는 높은 수준의 연신 에너지를 필요로 한다. 이러한 어려움에 대응하여, 유리 전이 온도를 낮추고 결합 및 유연성을 개선하려는 시도에서 가소제가 사용되어 왔다. 한 통상적인 가소제는 폴리에틸렌 글리콜이다. 안타깝게도, 폴리에틸렌 글리콜은 노화 동안에, 특히 높은 습도 및 승온 환경에서 폴리락트산으로부터 상 분리되려는 경향이 있고, 이로써 생성 섬유의 기계적 성질이 시간의 경과에 따라 나빠진다. 가소제의 첨가에 의해 또한 기타 문제들, 예컨대 용융 방사시의 열화, 및 용융 강도 및 연신성의 감소가 초래된다.Various attempts have been made to form nonwoven webs from biodegradable polymers. Although fibers made from biodegradable polymers are known, there are problems associated with their use. For example, polylactic acid ("PLA") is one of the most common biodegradable and environmentally compatible (regenerable) polymers used to form nonwoven webs. Unfortunately, PLA nonwoven webs generally have low bonding flexibility and high roughness due to the high glass transition temperature and slow crystallization rate of the polylactic acid. As a result, thermally bonded PLA nonwoven webs often exhibit low elongation rates that are not acceptable in certain applications, such as absorbent articles. In addition, polylactic acid can withstand high draw ratios but requires a high level of stretching energy to achieve the crystallization necessary to overcome heat shrinkage. In response to this difficulty, plasticizers have been used in attempts to lower the glass transition temperature and improve bonding and flexibility. One common plasticizer is polyethylene glycol. Unfortunately, polyethylene glycol tends to phase separate from polylactic acid during aging, especially at high humidity and elevated temperature environments, thereby deteriorating the mechanical properties of the resulting fibers over time. The addition of plasticizers also leads to other problems such as deterioration during melt spinning and a decrease in melt strength and elongation.

그러므로, 양호한 연신 성질을 나타내면서도, 강도를 유지하는 폴리락트산 섬유가 현재 요구되고 있다.Therefore, a polylactic acid fiber that maintains strength while exhibiting good stretching properties is currently in demand.

본 발명의 한 실시양태에 따라서, 폴리락트산, 중합체 강인화 첨가제, 및 폴리에폭시드 개질제를 블렌딩하여 열가소성 조성물을 형성한 후에, 열가소성 조성물을 다이를 통해 압출시켜 섬유를 형성하는 것을 포함하는, 다성분 섬유의 형성 방법이 기재된다. 섬유는 시쓰(sheath) 성분에 의해 둘러싸인 코어 성분을 함유하고, 폴리락트산은 코어 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하고 중합체 강인화 첨가제는 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성한다.In accordance with one embodiment of the present invention, there is provided a process for making a thermoplastic composition comprising blending a polylactic acid, a polymeric toughening additive, and a polyepoxide modification agent to form a thermoplastic composition, then extruding the thermoplastic composition through a die to form the fiber, A method of forming a fiber is described. Wherein the fiber comprises a core component surrounded by a sheath component, wherein the polylactic acid constitutes at least about 50 weight percent of the polymer content of the core component and the polymer toughening additive comprises at least about 50 weight percent of the polymer content of the sheath component .

본 발명의 또 다른 실시양태에 따라서, 시쓰 성분에 의해 둘러싸인 코어 성분을 함유하는 다성분 섬유가 기재된다. 폴리락트산은 코어 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하고 중합체 강인화 첨가제는 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성한다. 코어 성분 중의 폴리락트산 및 시쓰 성분 중의 중합체 강인화 첨가제는 폴리락트산이 중합체 강인화 첨가제와 블렌딩된 단일 열가소성 조성물로부터 유래된다.In accordance with another embodiment of the present invention, multicomponent fibers containing a core component surrounded by a sheath component are described. The polylactic acid constitutes at least about 50 weight percent of the polymer content of the core component and the polymer toughening additive constitutes at least about 50 weight percent of the polymer content of the sheath component. The polylactic acid in the core component and the polymer toughening additive in the sheath component are derived from a single thermoplastic composition wherein the polylactic acid is blended with the polymer toughening additive.

본 발명의 기타 특징 및 측면이 하기에서 더욱 상세히 논의된다.Other features and aspects of the present invention are discussed in further detail below.

당업자에게 지시되는, 본 발명의 최선의 양식을 포함한, 본 발명의 완전하고 가능한 개시내용은, 첨부된 도면을 참조하여, 본 명세서의 나머지 부분에서 더욱 구체적으로 상술되어 있다.
도 1은 섬유를 형성하기 위해 본 발명의 한 실시양태에서 사용가능한 공정의 개략도이고;
도 2는 PLA 6201D (네이처웍스(Natureworks)®) 90 중량% 및 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) 10 중량%를 함유하는, 실시예 4의 중합체 블렌드의 TEM 사진 (60 kV, 10,000X)이고;
도 3은 PLA 6201D (네이처웍스®) 98.23 중량%, PP3155 (엑손모바일(Exxonmobil)) 2.52 중량%, 및 로타더(Lotader)® AX8900 (아르케마(Arkema)) 0.75 중량%를 함유하는, 실시예 49의 중합체 블렌드의 TEM 사진 (80 kV, 10,000X)이고;
도 4는 PLA 6201D (네이처웍스®) 89.5 중량%, PP3155 (엑손모바일) 10 중량%, 및 세사(CESA)™ 익스텐드(Extend) 8478 (클라리안트 코포레이션(Clariant Corporation)) 0.5 중량%를 함유하는, 실시예 50의 중합체 블렌드의 TEM 사진 (80 kV, 10,000X)이고;
도 5는 PLA 6201D (네이처웍스®) 98.5 중량% 및 로타더® AX8900 (아르케마) 1.5 중량%를 함유하는, 실시예 51의 중합체 블렌드의 TEM 사진 (60 kV, 10,000X)이고;
도 6은 본 발명에 따라 형성가능한 섬유의 한 실시양태의 단면도이고;
도 7은 본 발명의 섬유를 형성하는 데에 사용가능한 수중 펠렛화 시스템의 한 실시양태의 개략도이고;
도 8은 섬유의 코어 및 시쓰 성분을 보여주는 실시예 48의 SEM 사진이다.
본 명세서 및 도면에서 도면 부호의 반복적인 사용은 본 발명의 동일하거나 유사한 특징부 또는 요소를 나타내려는 것이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The complete and possible disclosures of the present invention, including the best mode thereof, as taught by those skilled in the art are more particularly described in the remainder of the specification with reference to the accompanying drawings.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Figure 1 is a schematic view of a process usable in one embodiment of the present invention to form fibers;
Figure 2 is a schematic of a polymer blend of Example 4, containing 90% by weight of PLA 6201D (Natureworks) and 10% by weight of poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) TEM photograph (60 kV, 10,000X);
Figure 3 is a graphical representation of the particle size distribution of an embodiment of the present invention containing 98.23 wt% PLA 6201D (NatureWorks®), 2.52 wt% PP3155 (Exxonmobil), and 0.75 wt% Lotader® AX8900 (Arkema) TEM photograph (80 kV, 10,000X) of a polymer blend of 49;
Figure 4 is a graph showing the results of a comparison of the properties of a PLA 6201D (NatureWorks®) containing 89.5 wt%, PP3155 (ExxonMobile) 10 wt% and CESA ™ Extend 8478 (Clariant Corporation) , TEM photograph (80 kV, 10,000X) of the polymer blend of Example 50;
Figure 5 is a TEM photograph (60 kV, 10,000X) of the polymer blend of Example 51, containing 98.5 wt% of PLA 6201D (NatureWorks®) and 1.5 wt% of Rotador® AX8900 (Arcema);
Figure 6 is a cross-sectional view of one embodiment of fibers that can be formed in accordance with the present invention;
Figure 7 is a schematic view of one embodiment of an underwater pelletizing system that can be used to form the fibers of the present invention;
8 is a SEM photograph of Example 48 showing the core and sheath component of the fiber.
Repeated use of the reference numerals in the present specification and drawings is intended to represent the same or similar features or elements of the present invention.

본 발명의 다양한 실시양태가 이제부터 상세하게 언급될 것이고, 그의 하나 이상의 예가 하기에서 상술된다. 각각의 예는 본 발명을 설명하는 방식으로 제공되며, 본 발명을 제한하지 않는다. 실제로, 본 발명의 범주 또는 취지에서 벗어나지 않으면서 본 발명을 다양하게 변경 및 변형시킬 수 있음이 당업자에게 자명할 것이다. 예를 들어, 한 실시양태의 일부로서 도해되었거나 기재된 특징은 또 다른 실시양태에서 사용되어 추가 실시양태를 제공할 수 있다. 따라서, 첨부된 특허청구범위 및 그의 등가물의 범주 내에 속하는 이러한 변경 및 변형을 본 발명에 포함시키고자 한다.Various embodiments of the invention will now be described in detail and one or more examples thereof are described below. Each example is provided in a manner that explains the present invention, and does not limit the present invention. In fact, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the scope or spirit of the invention. For example, features illustrated or described as part of one embodiment may be used in another embodiment to provide additional embodiments. Accordingly, it is intended that the present invention include such modifications and variations as fall within the scope of the appended claims and their equivalents.

정의Justice

본원에서 사용된 용어 "생분해성" 또는 "생분해성 중합체"는 일반적으로 자연에 존재하는 미생물, 예컨대 박테리아, 진균 및 조류; 주위의 열; 수분; 또는 다른 환경 인자의 작용에 의해 분해되는 물질을 지칭한다. 물질의 생분해성은 ASTM 테스트 방법 5338.92를 사용하여 측정할 수 있다.As used herein, the term "biodegradable" or "biodegradable polymer" refers to microorganisms generally present in nature, such as bacteria, fungi and algae; Surrounding heat; moisture; Or by the action of other environmental factors. The biodegradability of the material can be measured using ASTM Test Method 5338.92.

본원에서 사용된 용어 "섬유"는 중합체를 다이와 같은 성형 오리피스를 통해 통과시킴으로써 형성된 길쭉한 압출물을 지칭한다. 달리 언급하지 않는 한, "섬유"라는 용어는 한정된 길이를 갖는 불연속 섬유와 실질적으로 연속적인 필라멘트를 둘다 포함한다. 실질적으로 필라멘트는, 예를 들어 그의 직경보다 훨씬 더 긴 길이를 가지며, 예컨대 약 15,000:1 초과, 또한 일부 경우에는 약 50,000:1 초과의 길이 대 직경의 비율 ("종횡비")을 가질 수 있다.The term "fiber" as used herein refers to elongated extrudates formed by passing a polymer through a forming orifice, such as a die. Unless otherwise stated, the term "fiber" includes both discrete fibers having a defined length and substantially continuous filaments. Substantially the filaments may have a length much larger than, for example, a diameter thereof and have a length to diameter ratio ("aspect ratio") of, for example, greater than about 15,000: 1, and in some cases greater than about 50,000: 1.

본원에서 사용된 용어 "부직 웹"은 개별 섬유들이 편직물에서처럼 식별가능한 방식이 아니라 랜덤하게 끼워넣어진 구조를 갖는 웹을 지칭한다. 부직 웹은, 예를 들어 멜트블로운(meltblown) 웹, 스펀본드(spunbond) 웹, 카디드(carded) 웹, 웨트-레이드(wet-laid) 웹, 에어레이드(airlaid) 웹, 코폼(coform) 웹, 수력 얽힘 웹 등을 포함한다. 부직 웹의 기초 중량은 일반적으로 다양할 수 있지만, 전형적으로 약 5 그램/제곱미터 ("gsm") 내지 200 gsm, 일부 실시양태에서는 약 10 gsm 내지 약 150 gsm, 또한 일부 실시양태에서는 약 15 gsm 내지 약 100 gsm이다.The term "nonwoven web" as used herein refers to a web in which individual fibers have a randomly embedded structure, rather than in an identifiable manner as in a knitted fabric. The nonwoven web can be, for example, a meltblown web, a spunbond web, a carded web, a wet-laid web, an airlaid web, a coform, Web, hydroentangled web, and the like. The basis weight of the nonwoven web can typically vary, but typically ranges from about 5 grams per square meter ("gsm") to 200 gsm, in some embodiments from about 10 gsm to about 150 gsm, It is about 100 gsm.

본원에서 사용된 용어 "멜트블로운" 웹 또는 층은 일반적으로, 용융된 열가소성 물질을 통상적으로 원형인 다수의 미세한 다이 모세관을 통해 용융된 섬유로서 수렴성 고속 기체 (예를 들어, 공기) 스트림으로 압출시키고, 이 기체 스트림이 용융된 열가소성 물질의 섬유를 가늘게 만들어, 그의 직경을 마이크로섬유 직경이 될 수 있는 직경으로 감소시키는 공정에 의해 형성된 부직 웹을 지칭한다. 그 후에, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 퇴적되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 이러한 공정은, 예를 들어 미국 특허 3,849,241 (Butin , et al .); 4,307,143 (Meitner, et al .); 및 4,707,398 (Wisneski , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 멜트블로운 섬유는 실질적으로 연속적 또는 불연속적일 수 있고, 수집 표면 상에 퇴적될 때 일반적으로 점착성이다.As used herein, the term "meltblown" web or layer generally refers to extruding a molten thermoplastic material as a molten fiber through a multiplicity of fine < RTI ID = 0.0 > Refers to a nonwoven web formed by a process in which the gaseous stream is made into a fiber of molten thermoplastic material to reduce its diameter to a diameter that can be a microfiber diameter. The meltblown fibers are then conveyed by a high velocity gas stream and deposited on a collecting surface to form a web of randomly dispersed meltblown fibers. Such processes are described, for example, in U.S. Patent 3,849,241 ( Butin , et al . ); No. 4,307,143 ( Meitner, et al . ); And 4,707,398 (Wisneski, et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes. The meltblown fibers can be substantially continuous or discontinuous and are generally tacky when deposited on a collection surface.

본원에서 사용된 용어 "스펀본드" 웹 또는 층은 일반적으로 직경이 작고 실질적으로 연속적인 필라멘트를 함유하는 부직 웹을 지칭한다. 필라멘트는, 용융된 열가소성 물질을 방사구금의 통상적으로 원형인 다수의 미세한 모세관으로부터 압출시킨 후, 압출된 필라멘트의 직경을, 예를 들어 추출 연신(eductive drawing) 및/또는 다른 널리 공지된 스펀본딩 메카니즘에 의해 신속하게 감소시킴으로써 형성된다. 스펀본드 웹의 제조는, 예를 들어 미국 특허 4,340,563 (Appel , et al .), 3,692,618 (Dorschner , et al .), 3,802,817 (Matsuki, et al .), 3,338,992 (Kinney), 3,341,394 (Kinney), 3,502,763 (Hartman), 3,502,538 (Levy), 3,542,615 (Dobo , et al .), 및 5,382,400 (Pike , et al .)에 개시되었고 예시되었으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 스펀본드 필라멘트는 일반적으로 수집 표면 상에 퇴적될 때 점착성이 아니다. 스펀본드 필라멘트는 때로는 약 40 마이크로미터 미만의 직경을 가질 수 있고, 그 직경은 일반적으로 약 5 내지 약 20 마이크로미터이다.The term "spunbond" web or layer, as used herein, refers to a nonwoven web generally containing small, substantially continuous filaments. The filaments can be produced by extruding the molten thermoplastic material from a number of fine capillaries that are typically circular in the spinneret and then extruding the diameter of the extruded filaments into the extruded filaments by, for example, eductive drawing and / or other well known spunbonding mechanisms Lt; / RTI > The manufacture of spunbond webs is described, for example, in U.S. Patent 4,340,563 ( Appel , et al . ), 3,692, 618 ( Dorschner , et al . ), 3,802, 817 ( Matsuki, et al . ), 3,338,992 ( Kinney ), 3,341,394 ( Kinney ), 3,502,763 ( Hartman ), 3,502,538 ( Levy ), 3,542,615 ( Dobo , et al . ), And 5,382,400 ( Pike , et al . ), Which patents are incorporated herein by reference in their entireties for all purposes. Spunbond filaments are generally not tacky when deposited on a collection surface. Spunbond filaments can sometimes have a diameter of less than about 40 micrometers, and the diameter is generally from about 5 to about 20 micrometers.

테스트 방법Test method

용융 유량:Melt flow rate:

용융 유량 ("MFR")은 중합체가 전형적으로 190℃ 또는 230℃에서, 10분 동안, 2160 그램의 하중에 적용되었을 때 압출 유변계 오리피스 (직경: 0.0825 인치)를 강제 통과하는 중합체의 중량 (그램)이다. 달리 나타내지 않는 한, 용융 유량은 티니우스 올센 익스트루젼 플라스토메터(Tinius Olsen Extrusion Plastometer)를 이용하여 ASTM 테스트 방법 D1239에 따라 측정된다.The melt flow rate ("MFR") is the weight (in grams) of the polymer passing through the extruded metrology orifice (diameter: 0.0825 inch) when the polymer is applied to a load of 2160 grams, typically at 190 캜 or 230 캜, )to be. Unless otherwise indicated, the melt flow rate was measured according to ASTM Test Method D1239 using a Tinius Olsen Extrusion Plastometer.

열적 성질:Thermal properties:

용융 온도 및 유리 전이 온도는 시차 주사 열량측정법 (DSC)에 의해 측정할 수 있다. 시차 주사 열량계는 DSC Q100 시차 주사 열량계일 수 있고, 이는 액체 질소 냉각 부속물 및 유니버셜 애널리시스(UNIVERSAL ANALYSIS) 2000 (4.6.6 버전) 분석 소프트웨어 프로그램이 설치되었으며, 이들은 미국 델라웨어주 뉴캐슬에 소재하는 티.에이. 인스트루먼츠 인크.(T.A. Instruments Inc.)로부터 입수가능하다. 샘플을 직접 취급하는 것을 피하기 위해, 족집게 또는 다른 도구가 사용된다. 샘플을 알루미늄 팬에 놓고 분석 저울에서 0.01 밀리그램의 정확도로 칭량한다. 뚜껑을 팬 상의 물질 샘플 위로 크림핑시킨다. 전형적으로, 수지 펠렛은 칭량 팬에 그대로 놓을 수 있고, 섬유는 칭량 팬에 놓을 수 있고 뚜껑에 의해 덮이도록 절단된다.The melting temperature and the glass transition temperature can be measured by differential scanning calorimetry (DSC). The differential scanning calorimeter can be a DSC Q100 differential scanning calorimeter, which is equipped with a liquid nitrogen cooling attachment and a UNIVERSAL ANALYSIS 2000 (version 4.6.6) analysis software program, available from T. a. Lt; / RTI > Instruments Inc.). To avoid handling samples directly, tweezers or other tools are used. The sample is placed in an aluminum pan and weighed in an analytical balance to an accuracy of 0.01 milligrams. Crimp the lid over the sample of material on the pan. Typically, the resin pellets can be left in the weighing pan and the fibers can be placed on a weighing pan and cut to be covered by the lid.

시차 주사 열량계의 사용 설명서에 기술된 바와 같이, 인듐 금속 표준물을 사용하여 시차 주사 열량계를 보정하고 기준선 수정을 수행한다. 테스트를 위해 시차 주사 열량계의 테스트 챔버에 물질 샘플을 넣고, 비어 있는 팬을 기준으로서 사용한다. 모든 테스트를 테스트 챔버 상에서 55 입방 센티미터/분의 질소 (공업용) 퍼지를 사용하여 전개한다. 수지 펠렛 샘플의 경우에, 가열 및 냉각 프로그램은 -30℃로의 챔버의 평형화로 시작해, 200℃의 온도까지 10℃/분의 가열 속도에서의 제1 가열 기간, 3분 동안 200℃에서의 샘플의 평형화, -30℃의 온도까지 10℃/분의 냉각 속도에서의 제1 냉각 기간, 3분 동안 -30℃에서의 샘플의 평형화, 및 그 후 200℃의 온도까지 10℃/분의 가열 속도에서의 제2 가열 기간이 이어지는 2-주기 테스트이다. 섬유 샘플의 경우에, 가열 및 냉각 프로그램은 -25℃로의 챔버의 평형화로 시작해, 200℃의 온도까지 10℃/분의 가열 속도에서의 가열 기간, 3분 동안 200℃에서의 샘플의 평형화, 및 그 후 -30℃의 온도까지 10℃/분의 냉각 속도에서의 냉각 기간이 이어지는 1-주기 테스트이다. 모든 테스트를 테스트 챔버 상에서 55 입방 센티미터/분의 질소 (공업용) 퍼지를 사용하여 전개한다.As described in the instruction manual of the differential scanning calorimeter, the indium metal standard is used to calibrate the differential scanning calorimeter and perform baseline correction. For testing, insert a sample of material into the test chamber of a differential scanning calorimeter and use the empty pan as a reference. All tests are developed on a test chamber using a 55 cubic centimeter per minute nitrogen (industrial) purge. In the case of resin pellet samples, the heating and cooling program starts with the equilibration of the chamber to -30 DEG C and the first heating period at a heating rate of 10 DEG C / minute to a temperature of 200 DEG C, Equilibration, a first cooling period at a cooling rate of 10 캜 / min to a temperature of -30 캜, equilibration of the sample at -30 캜 for 3 minutes, and then a temperature of 200 캜 at a heating rate of 10 캜 / Is a two-cycle test followed by a second heating period. In the case of fiber samples, the heating and cooling program begins with equilibration of the chamber to -25 캜, heating to a temperature of 200 캜 at a heating rate of 10 캜 / minute, equilibration of the sample at 200 캜 for 3 minutes, Followed by a cooling period at a cooling rate of 10 캜 / min to a temperature of -30 캜. All tests are developed on a test chamber using a 55 cubic centimeter per minute nitrogen (industrial) purge.

그 결과를 유니버셜 애널리시스 2000 분석 소프트웨어 프로그램을 사용하여 평가하고, 이는 DSC 플롯에서 유리 전이 온도 (Tg)의 변곡, 흡열 및 발열 피크 및 피크 아래 면적을 식별 및 정량화한다. 유리 전이 온도는 기울기의 뚜렷한 변화가 발생하는 플롯-선 상의 영역으로서 식별되고, 용융 온도는 자동 변곡 계산을 사용하여 결정된다.The results are evaluated using a Universal Analysis 2000 analysis software program, which identifies and quantifies the inflection, endothermic and exothermic peaks and peak area under the glass transition temperature (T g ) in a DSC plot. The glass transition temperature is identified as the area on the plot-line where a pronounced change in slope occurs, and the melting temperature is determined using automatic curve calculation.

인장 성질:Tensile properties:

개별 섬유 시편을 38 밀리미터의 길이로 짧게 만들고 (예를 들어, 가위로 절단), 별도로 흑색 벨벳 천 위에 올려 둔다. 10 내지 15개의 섬유 시편을 이러한 방식으로 수집한다. 그 후에, 섬유 시편을 51 밀리미터 x 51 밀리미터의 외부 치수 및 25 밀리미터 x 25 밀리미터의 내부 치수를 갖는 직사각형 종이 프레임 상에 실질적으로 직선 상태로 고정시킨다. 섬유 단부를 접착 테이프로 프레임의 측면에 조심스럽게 고정시킴으로써, 각 섬유 시편의 단부를 프레임에 작동가능하게 부착시킨다. 각 섬유 시편을, 적절하게 보정되고 40X의 확대배율로 설정된 통상의 실험실 현미경을 이용하여 상대적으로 짧은 그의 외부 횡-섬유 치수를 측정한다. 이러한 횡-섬유 치수를 개별 섬유 시편의 직경으로서 기록한다. 프레임은 섬유 시편이 지나치게 손상되는 것을 피하는 방식으로 일정 속도 연장형의 인장 테스트기의 상위 및 하위 그립(grip)에 샘플 섬유 시편의 단부를 고정시키는 것을 용이하게 한다.Individual fiber specimens shall be shortened to a length of 38 mm (eg cut with scissors) and placed on a black velvet cloth separately. Ten to fifteen fiber specimens are collected in this manner. The fiber specimen is then held in a substantially straight line on a rectangular paper frame having an outer dimension of 51 mm x 51 mm and an inner dimension of 25 mm x 25 mm. The ends of each fiber specimen are operatively attached to the frame by carefully fixing the fiber ends to the sides of the frame with adhesive tape. Each fiber specimen is measured for its relatively short transverse-fiber dimension using a conventional laboratory microscope that is appropriately calibrated and set at a magnification of 40X. This transverse-fiber dimension is recorded as the diameter of the individual fiber specimen. The frame facilitates anchoring the ends of the sample fiber specimen to the upper and lower grips of a constant rate elongation tensile tester in such a manner as to avoid undue damage to the fiber specimen.

일정 속도 연장형의 인장 테스트기 및 적절한 하중 셀이 테스트에서 이용된다. 하중 셀은 테스트 값이 전체 하중 등급의 10-90% 내에 포함되도록 선택된다 (예를 들어, 10 N). 인장 테스트기 (즉, MTS SYNERGY 200) 및 하중 셀은 미국 미시건주 에덴 프래리에 소재하는 엠티에스 시스템즈 코포레이션(MTS Systems Corporation)으로부터 입수된다. 이어서, 프레임 어셈블리 내의 섬유 시편을 섬유 단부가 인장 테스트기의 그립에 의해 작동가능하게 유지되도록 인장 테스트기의 그립 사이에 고정시킨다. 그 후에, 섬유 길이에 평행하게 연장되는 종이 프레임의 측면을 절단하거나 분리시켜, 인장 테스트기에 의한 테스트 힘이 섬유에만 적용되도록 한다. 이어서, 섬유를 12 인치/분의 풀링 속도 및 그립 속도로 풀링 테스트에 적용한다. 그 결과의 데이터를 하기 테스트 설정을 이용하여, 엠티에스 코포레이션의 테스트웍스(TESTWORKS) 4 소프트웨어 프로그램으로 분석한다:A constant rate lengthened tensile tester and an appropriate load cell are used in the test. The load cell is selected such that the test value is contained within 10-90% of the total load rating (e.g., 10 N). The tensile tester (i.e., MTS SYNERGY 200) and load cells are available from MTS Systems Corporation, Eden Prairie, Mich., USA. The fiber specimen in the frame assembly is then secured between the grips of the tensile tester such that the fiber ends are operably held by the grip of the tensile tester. Thereafter, the side of the paper frame extending parallel to the fiber length is cut or separated so that the test force by the tensile tester is applied only to the fibers. The fibers are then subjected to a pooling test at a pulling speed of 12 inches per minute and a gripping speed. The resulting data is analyzed using the TESTWORKS 4 software program of MTS Corporation using the following test setup:

Figure pct00001
Figure pct00001

강인성 값은 그램중/데니어로 표시된다. 피크 연신율 (파단시 변형률 (%)) 또한 측정된다.The toughness value is expressed in / denier in grams. Peak elongation (strain at break (%)) is also measured.

수분 함량Moisture content

수분 함량은 애리조나 인스트루먼츠 컴퓨트랙 베이포 프로(Arizona Instruments Computrac Vapor Pro) 수분 분석계 (모델 번호: 3100)를 사용하여, 실질적으로 ASTM D 7191-05에 따라 측정할 수 있고, 이는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 테스트 온도 (§X2.1.2)는 130℃일 수 있고, 샘플 크기 (§X2.1.1)는 2 내지 4 그램일 수 있고, 바이알 퍼지 시간 (§X2.1.4)은 30초일 수 있다. 또한, 종료 기준 (§X2.1.3)은 "예측" 모드로서 정의될 수 있는데, 이는 내장된 프로그램 기준 (종료 시점의 수분 함량을 수학적으로 계산함)이 충족될 때 테스트가 종료됨을 의미한다.The moisture content can be measured substantially in accordance with ASTM D 7191-05 using an Arizona Instruments Computrac Vapor Pro moisture analyzer (Model: 3100) Are incorporated herein by reference. The test temperature (§ X2.1.2) may be 130 ° C, the sample size (§X2.1.1) may be 2 to 4 grams, and the vial purge time (§X2.1.4) may be 30 seconds. In addition, the end criterion (§X2.1.3) can be defined as a "prediction" mode, which means that the test is terminated when the embedded program criterion (mathematically calculating the moisture content of the end point) is met.

상세한 설명details

본 발명은 섬유의 표면을 따라 연속적 또는 불연속적 (예를 들어, 단편화)일 수 있는, 별개의 시쓰 성분에 의해 둘러싸인 코어 성분을 포함하는 다성분 섬유에 관한 것이다. 코어 성분은 주로 폴리락트산으로부터 형성되고, 시쓰 성분은 주로 중합체 강인화 첨가제로부터 형성된다. 예를 들어, 폴리락트산은 코어 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상, 일부 실시양태에서는 약 75 중량% 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 90 중량% 내지 100 중량%를 구성할 수 있고, 중합체 강인화 첨가제는 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상, 일부 실시양태에서는 약 75 중량% 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 90 중량% 내지 100 중량%를 구성할 수 있다. 섬유의 생분해성 및/또는 재생성을 최적화하기 위해, 시쓰 성분의 상대 두께는 전형적으로 얇다. 예를 들어, 시쓰 성분은 전형적으로 섬유 직경의 단지 약 0.5% 내지 약 25%, 일부 실시양태에서는 약 1% 내지 약 20%, 또한 일부 실시양태에서는 약 2% 내지 약 15%를 구성하고, 한편 코어 성분은 전형적으로 섬유 직경의 약 75% 내지 약 99.5%, 일부 실시양태에서는 약 80% 내지 약 99%, 또한 일부 실시양태에서는 약 85% 내지 약 98%를 구성한다. 시쓰 성분의 두께는, 예를 들어 약 100 나노미터 내지 약 5 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 200 나노미터 내지 약 4 마이크로미터, 또한 일부 실시양태에서는 약 500 나노미터 내지 약 2 마이크로미터일 수 있다.The present invention relates to multicomponent fibers comprising a core component surrounded by a distinct sheath component, which may be continuous or discontinuous (e.g., fragmented) along the surface of the fiber. The core component is mainly formed from polylactic acid, and the sheath component is formed mainly from the polymer toughening additive. For example, the polylactic acid may comprise at least about 50 weight percent, in some embodiments at least about 75 weight percent, and in some embodiments from about 90 weight percent to about 100 weight percent of the polymer content of the core component, The excipient may comprise at least about 50 weight percent, in some embodiments at least about 75 weight percent, and in some embodiments from about 90 weight percent to about 100 weight percent of the polymer content of the sheath component. In order to optimize the biodegradability and / or regeneration of the fibers, the relative thickness of the sheath component is typically thin. For example, the sheath component typically constitutes from about 0.5% to about 25%, in some embodiments from about 1% to about 20%, and in some embodiments from about 2% to about 15% of the fiber diameter, while The core component typically comprises from about 75% to about 99.5%, in some embodiments from about 80% to about 99%, and in some embodiments from about 85% to about 98% of the fiber diameter. The thickness of the sheath component may be, for example, from about 100 nanometers to about 5 micrometers, in some embodiments from about 200 nanometers to about 4 micrometers, and in some embodiments from about 500 nanometers to about 2 micrometers .

본 발명의 섬유의 시쓰/코어 구성은 생성 섬유에 다양한 이점을 제공할 수 있다. 예를 들어, 중합체 강인화 첨가제는 섬유가 섬유 연신 동안에 부여된 응력으로부터 발생하는 에너지를 흡수하는 능력을 증가시킬 수 있고, 이로써 섬유의 전체 인성 및 강도가 증가한다. 동시에, 시쓰 성분 중의 강인화 첨가제의 존재는, 예컨대 부직 웹 물질에 사용될 경우에 다른 섬유 (동일하거나 상이한 것)와의 결합도를 향상시킬 수 있다. 추가로, 시쓰 성분은 또한 스크류 윤활을 제공할 수 있고, 섬유 압출 동안에 필요한 토크(torque) 수준을 감소시킬 수 있다. 본 발명의 또 다른 이점은, 시쓰/코어 구성이 폴리락트산과 중합체 강인화 첨가제가 함께 블렌딩된 열가소성 조성물로부터 형성될 수 있다는 점이다. 대부분의 2성분 섬유에서 일반적인 것처럼 별도의 조성물을 사용하는 대신에, 블렌딩된 열가소성 조성물을 사용함으로써 비용 및 제조의 복잡성을 줄일 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 본 발명의 발명자들은 시쓰/코어 구성을 형성하기 위해 블렌딩된 열가소성 조성물을 사용하는 것이, 중합체 성분이 블렌드 내에서 분산되는 독특한 방식 및 중합체 강인화 첨가제가 코어의 표면으로 이동할 수 있도록 용융 블렌딩 및 압출 조건이 조절되는 방식으로 인해 가능해지는 것으로 이해하고 있다. 이와 관련해서, 분산물의 균질성을 향상시키는 상용화제로서 작용하고, 그에 따라 중합체 강인화 첨가제가 표면으로 이동하여 폴리락트산 코어 상에서 별개의 구역 또는 층을 형성할 수 있을 가능성을 증가시키는 폴리에폭시드 개질제가 조성물에 사용된다. 폴리에폭시드 개질제는 또한 폴리락트산과 반응함으로써, 유리 전이 온도를 유의하게 낮추지 않으면서 섬유 방사 동안에 용융 강도 및 안정성을 개선시킬 수 있는 추가 이점을 갖는다.The sheath / core configuration of the fibers of the present invention can provide various advantages to the resulting fibers. For example, polymer toughening additives can increase the ability of a fiber to absorb energy resulting from the stress imparted during fiber stretching, thereby increasing the overall toughness and strength of the fiber. At the same time, the presence of a toughening additive in the sheath component can improve the bonding with other fibers (same or different) when used, for example, in a nonwoven web material. Additionally, the sheath component can also provide screw lubrication and reduce the torque level required during fiber extrusion. Another advantage of the present invention is that the sheath / core composition can be formed from a thermoplastic composition wherein the polylactic acid and the polymeric toughening additive are blended together. Instead of using a separate composition as is common in most bicomponent fibers, the cost and manufacturing complexity can be reduced by using a blended thermoplastic composition. Without wishing to be bound by theory, the inventors of the present invention have found that the use of a blended thermoplastic composition to form a sheath / core configuration is unique in that the polymer components are dispersed within the blend and the polymeric toughening additive migrates to the surface of the core And that the melt blending and extrusion conditions are adjusted so that the melt blending and extrusion conditions can be controlled. In this regard, a polyepoxide modification agent that acts as a compatibilizer to improve the homogeneity of the dispersion, thereby increasing the likelihood that the polymer toughening additive will migrate to the surface and form a distinct zone or layer on the polylactic acid core Lt; / RTI > The polyepoxide modification agent also has the additional advantage of being able to improve melt strength and stability during fiber spinning without significantly lowering the glass transition temperature, by reacting with the polylactic acid.

본 발명의 다양한 실시양태가 이제부터 더욱 상세하게 기재될 것이다.Various embodiments of the invention will now be described in more detail.

I. 열가소성 조성물 I. Thermoplastic composition

A. 폴리락트산 A. polylactic acid

폴리락트산은 일반적으로 좌선성 락트산 ("L-락트산"), 우선성 락트산 ("D-락트산"), 메조-락트산 또는 이들의 혼합물과 같은 락트산의 임의의 이성질체의 단량체 단위로부터 유래될 수 있다. 단량체 단위는 또한 L-락티드, D-락티드, 메조-락티드 또는 이들의 혼합물을 포함하는 락트산의 임의의 이성질체의 무수물로부터 형성될 수 있다. 이러한 락트산 및/또는 락티드의 시클릭 이량체가 또한 사용될 수 있다. 임의의 공지된 중합 방법, 예컨대 중축합 또는 개환 중합을 사용하여 락트산을 중합시킬 수 있다. 소량의 쇄 연장제 (예를 들어, 디이소시아네이트 화합물, 에폭시 화합물 또는 산 무수물)가 또한 사용될 수 있다. 폴리락트산은 단일중합체 또는 공중합체, 예컨대 L-락트산으로부터 유래된 단량체 단위 및 D-락트산으로부터 유래된 단량체 단위를 함유하는 것일 수 있다. 필수적인 것은 아니지만, L-락트산으로부터 유래된 단량체 단위와 D-락트산으로부터 유래된 단량체 단위 중 어느 하나의 함량 비율은 바람직하게는 약 85 몰% 이상, 일부 실시양태에서는 약 90 몰% 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 95 몰% 이상이다. L-락트산으로부터 유래된 단량체 단위와 D-락트산으로부터 유래된 단량체 단위 사이의 비율이 각각 상이한 다수의 폴리락트산을 임의의 %로 블렌딩할 수 있다. 물론, 폴리락트산은 가공, 섬유 형성 등과 같은 다양한 이점을 제공하기 위해 다른 유형의 중합체 (예를 들어, 폴리올레핀, 폴리에스테르 등)와 블렌딩될 수 있다.Polylactic acid can be generally derived from monomeric units of any isomer of lactic acid such as left-handed lactic acid ("L-lactic acid"), primary lactic acid ("D-lactic acid"), meso-lactic acid or mixtures thereof. The monomer units may also be formed from an anhydride of any isomer of lactic acid, including L-lactide, D-lactide, meso-lactide, or mixtures thereof. Cyclic dimers of such lactic acid and / or lactide may also be used. Any known polymerization method, for example, polycondensation or ring-opening polymerization, may be used to polymerize the lactic acid. Small amounts of chain extenders (e. G., Diisocyanate compounds, epoxy compounds or acid anhydrides) may also be used. The polylactic acid may be a homopolymer or a copolymer such as a monomer unit derived from L-lactic acid and a monomer unit derived from D-lactic acid. Although not required, the ratio of the content of monomer units derived from L-lactic acid to those derived from D-lactic acid is preferably at least about 85 mol%, in some embodiments at least about 90 mol% And in embodiments about 95 mole% or more. A plurality of polylactic acids having different ratios between the monomer units derived from L-lactic acid and the monomer units derived from D-lactic acid may be blended at an arbitrary%. Of course, polylactic acid may be blended with other types of polymers (e. G., Polyolefins, polyesters, etc.) to provide various advantages such as processing, fiber formation,

한 특정 실시양태에서, 폴리락트산은 하기의 일반 구조를 갖는다:In one particular embodiment, the polylactic acid has the following general structure:

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본 발명에서 사용가능한 적합한 폴리락트산 중합체의 한 구체적 예는 독일 크래일링에 소재하는 바이오머, 인크.(Biomer, Inc.)로부터 바이오머™ L9000이라는 상품명으로 시판되는 것이다. 다른 적합한 폴리락트산 중합체는 미국 미네소타주 미네톤카에 소재하는 네이처웍스 엘엘씨(Natureworks LLC) (네이처웍스®) 또는 미츠이 케미컬(Mitsui Chemical) (LACEA™)로부터 시판되고 있다. 또 다른 적합한 폴리락트산은 미국 특허 4,797,468; 5,470,944; 5,770,682; 5,821,327; 5,880,254; 및 6,326,458에 개시된 것일 수 있고, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.One specific example of a suitable polylactic acid polymer that can be used in the present invention is commercially available from Biomer, Inc. of Krefeld, Germany under the trade name BIOMER L9000. Other suitable polylactic acid polymers are commercially available from Natureworks LLC (NatureWorks®) or Mitsui Chemical (LACEA ™) from Minnetonka, Minn. Another suitable polylactic acid is disclosed in U.S. Patent Nos. 4,797,468; 5,470,944; 5,770,682; 5,821,327; 5,880,254; And 6,326,458, which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes.

폴리락트산은 전형적으로 약 140℃ 내지 약 260℃, 일부 실시양태에서는 약 150℃ 내지 약 250℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 160℃ 내지 약 220℃의 융점을 갖는다. 이러한 폴리락트산은 이들이 신속한 속도로 생분해된다는 점에서 유용하다. 폴리락트산의 유리 전이 온도 ("Tg")는 비교적 높을 수 있는데, 예컨대 약 40℃ 내지 약 80℃, 일부 실시양태에서는 약 50℃ 내지 약 80℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 55℃ 내지 약 65℃일 수 있다. 상기에서 보다 상세히 논의된 바와 같이, 용융 온도 및 유리 전이 온도는 ASTM D-3417에 따라 시차 주사 열량측정법 ("DSC")을 이용하여 측정할 수 있다.The polylactic acid typically has a melting point of from about 140 캜 to about 260 캜, in some embodiments from about 150 캜 to about 250 캜, and in some embodiments, from about 160 캜 to about 220 캜. Such polylactic acid is useful in that they are biodegraded at a rapid rate. The glass transition temperature ("T g ") of the polylactic acid may be relatively high, such as from about 40 ° C to about 80 ° C, in some embodiments from about 50 ° C to about 80 ° C, Lt; 0 > C. As discussed in more detail above, melt temperature and glass transition temperature can be measured using differential scanning calorimetry ("DSC") in accordance with ASTM D-3417.

폴리락트산은 전형적으로 약 40,000 내지 약 160,000 그램/몰, 일부 실시양태에서는 약 50,000 내지 약 140,000 그램/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 80,000 내지 약 120,000 그램/몰 범위의 수평균 분자량 ("Mn")을 갖는다. 또한, 중합체는 전형적으로 약 80,000 내지 약 200,000 그램/몰, 일부 실시양태에서는 약 100,000 내지 약 180,000 그램/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 110,000 내지 약 160,000 그램/몰 범위의 중량 평균 분자량 ("Mw")을 갖는다. 중량 평균 분자량 대 수평균 분자량의 비율 ("Mw/Mn"), 즉 "다분산 지수" 역시 비교적 낮다. 예를 들어, 다분산 지수는 전형적으로 약 1.0 내지 약 3.0, 일부 실시양태에서는 약 1.1 내지 약 2.0, 또한 일부 실시양태에서는 약 1.2 내지 약 1.8의 범위이다. 중량 평균 및 수평균 분자량은 당업자에게 공지된 방법으로 측정할 수 있다.Polylactic acid typically from about 40,000 to about 160,000 g / mol, some embodiments in the from about 50,000 to about 140,000 grams / mole, and some embodiments in the from about 80,000 to about 120,000 grams / mole range of number average molecular weight ( "M n" ). Also, the polymer typically has a weight average molecular weight ("M w / mol) of from about 80,000 to about 200,000 grams / mole, in some embodiments from about 100,000 to about 180,000 grams / mole, and in some embodiments from about 110,000 to about 160,000 grams / Quot;). The weight average molecular weight to number average molecular weight ratio of ( "M w / M n" ), or "polydispersity index" is also relatively low. For example, the polydispersity index typically ranges from about 1.0 to about 3.0, in some embodiments from about 1.1 to about 2.0, and in some embodiments, from about 1.2 to about 1.8. The weight average and number average molecular weights can be determined by methods known to those skilled in the art.

폴리락트산은 또한 약 50 내지 약 600 파스칼·초 (Pa·s), 일부 실시양태에서는 약 100 내지 약 500 Pa·s, 또한 일부 실시양태에서는 약 200 내지 약 400 Pa·s의 겉보기 점도를 가질 수 있고, 이는 190℃의 온도 및 1000초-1의 전단 속도에서 측정된 것이다. 폴리락트산의 용융 유량 (건량 기준)은 또한 약 0.1 내지 약 40 그램/10분, 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 20 그램/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 15 그램/10분의 범위일 수 있고, 이는 2160 그램의 하중하에 190℃에서 측정된 것이다.The polylactic acid may also have an apparent viscosity of from about 50 to about 600 Pascal-seconds (Pa.s), in some embodiments from about 100 to about 500 Pa.s, and in some embodiments from about 200 to about 400 Pa.s , Which was measured at a temperature of 190 ° C and a shear rate of 1000 sec -1 . The melt flow rate (on a dry basis) of polylactic acid may also be from about 0.1 to about 40 grams / 10 minutes, in some embodiments from about 0.5 to about 20 grams / 10 minutes, and in some embodiments from about 5 to about 15 grams / , Which is measured at 190 DEG C under a load of 2160 grams.

순수한 폴리락트산은 일반적으로 주위 환경으로부터 물을 흡수할 것이므로, 출발 폴리락트산의 건조 중량을 기준으로 약 500 내지 600 백만분율 ("ppm") 또는 그 초과의 수분 함량을 갖는다. 수분 함량은 당업계에 공지된 다양한 방식으로, 예컨대 상기에 기재된 바와 같이 ASTM D 7191-05에 따라 측정할 수 있다. 용융 가공 동안에 물의 존재는 폴리락트산을 가수분해 열화시키고 그의 분자량을 감소시킬 수 있으므로, 때로는 중합체 강인화 첨가제 및 폴리에폭시드 개질제와 블렌딩하기 전에 폴리락트산을 건조시키는 것이 바람직하다. 대부분의 실시양태에서, 예를 들어, 폴리락트산이 폴리에폭시드 개질제와의 블렌딩 전에, 약 200 백만분율 ("ppm") 이하, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 100 ppm, 또한 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 80 ppm의 수분 함량을 갖는 것이 바람직하다. 폴리락트산의 건조는, 예를 들어 약 50℃ 내지 약 100℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 70℃ 내지 약 80℃의 온도에서 발생할 수 있다.Pure polylactic acid will generally have a water content of about 500 to 600 million parts per million ("ppm") or greater, based on the dry weight of the starting polylactic acid, as it will absorb water from the surrounding environment. The moisture content can be measured in various ways known in the art, for example, according to ASTM D 7191-05 as described above. Since the presence of water during melt processing may hydrolyze and degrade the polylactic acid and reduce its molecular weight, it is sometimes desirable to dry the polylactic acid prior to blending with the polymeric toughening additive and the polyepoxide modification agent. In most embodiments, for example, the polylactic acid is present in an amount of up to about 200 parts per million ("ppm"), in some embodiments from about 1 to about 100 parts per million, It is preferred to have a moisture content of from 2 to about 80 ppm. Drying of the polylactic acid may occur at a temperature of, for example, from about 50 째 C to about 100 째 C, and in some embodiments, from about 70 째 C to about 80 째 C.

B. 중합체 강인화 첨가제 B. Polymer toughening additive

강인화 첨가제는 그의 중합체 특성 때문에, 열가소성 조성물의 용융 강도 및 안정성 개선에 도움이 될 수 있는 비교적 높은 분자량을 갖는다. 중합체 강인화 첨가제는 일반적으로 폴리락트산과 비혼화성인 것이 전형적으로 바람직하다. 이러한 방식으로, 강인화 첨가제는 코어 성분 중의 폴리락트산의 연속상 내에서 불연속상 도메인으로서 분산될 수 있고, 또한 연속상의 경계로 보다 용이하게 이동하여 시쓰 성분을 형성할 수 있다. 코어 성분 중의 불연속 도메인은 또한 섬유 연신 동안에 조성물의 연신 중에 부여된 응력으로부터 발생하는 에너지를 흡수할 수 있고, 이는 생성 섬유의 전체 인성 및 강도를 증가시킨다.Toughening additives, due to their polymer properties, have a relatively high molecular weight that can aid in improving the melt strength and stability of the thermoplastic composition. Polymer toughening additives are typically preferred to be immiscible with polylactic acid in general. In this way, the toughening additive can be dispersed as a discontinuous phase domain in the continuous phase of the polylactic acid in the core component, and can more easily travel to the boundary of the continuous phase to form the sheath component. Discontinuous domains in the core component can also absorb energy resulting from stress imparted during stretching of the composition during fiber stretching, which increases the overall toughness and strength of the resulting fibers.

바람직한 도메인 및 시쓰 성분의 형성을 보장하기 위해, 중합체 강인화 첨가제는 특정한 용융 유량 (또는 점도)을 갖는 것으로 선택될 수 있다. 예를 들어, 강인화 첨가제가 폴리락트산 상의 표면으로 이동할 수 있도록 보장하기 위해, 강인화 첨가제가 폴리락트산보다 높은 용융 유량 (또는 보다 낮은 점도)을 갖는 것이 일반적으로 바람직하다. 그러나, 강인화 첨가제의 용융 유량이 너무 높으면, 강인화 첨가제가 연속상을 통해 유동하여 조절 불가능하게 분산되려는 경향이 있다. 이는 유지되기 어렵고 또한 섬유 연신 동안에 조기에 파괴되기 쉬운 층상 또는 판상 도메인을 초래한다. 반대로, 강인화 첨가제의 용융 유량이 너무 낮으면, 강인화 첨가제는 서로 뭉쳐져서 매우 큰 타원형 도메인을 형성하려는 경향이 있고, 이는 블렌딩 동안에 분산되기 어렵다. 그에 따라 강인화 첨가제가 연속상 전체에 걸쳐 불균일하게 분포될 수 있다. 이와 관련해서, 폴리락트산의 용융 유량 대 중합체 강인화 첨가제의 용융 유량의 비율은 전형적으로 약 0.1 내지 약 0.9, 일부 실시양태에서는 약 0.15 내지 약 0.8, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.2 내지 약 0.6이다. 중합체 강인화 첨가제는, 예를 들어 약 1 내지 약 100 그램/10분, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 75 그램/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 50 그램/10분의 용융 유량을 가질 수 있고, 이는 2160 그램의 하중하에 230℃에서 측정된 것이다.To ensure the formation of the desired domains and sheath components, the polymeric tinning additive can be selected to have a specific melt flow rate (or viscosity). For example, to ensure that the toughening additive can migrate to the surface of the polylactic acid, it is generally desirable that the toughening additive has a higher melt flow rate (or lower viscosity) than the polylactic acid. However, if the melt flow rate of the toughening additive is too high, the toughening additive tends to flow through the continuous phase and be dispersed uncontrollably. This results in stratified or flaky domains that are difficult to maintain and are also susceptible to premature destruction during fiber drawing. Conversely, if the melt flow rate of the toughening additive is too low, the toughened additive tends to aggregate with each other to form a very large elliptical domain, which is difficult to disperse during blending. Whereby the toughening additive can be non-uniformly distributed throughout the continuous phase. In this regard, the ratio of the melt flow rate of the polylactic acid to the melt flow rate of the polymer toughening additive is typically from about 0.1 to about 0.9, in some embodiments from about 0.15 to about 0.8, and in some embodiments from about 0.2 to about 0.6. The polymer toughening additive may be present in the composition at a melt flow rate of, for example, from about 1 to about 100 grams / 10 minutes, in some embodiments from about 5 to about 75 grams / 10 minutes, and in some embodiments, from about 10 to about 50 grams / , Which is measured at 230 DEG C under a load of 2160 grams.

중합체가 일반적으로 비혼화성이고 상이한 용융 유량을 갖지만, 강인화 첨가제는 폴리락트산과 비교적 유사한 용해도 파라미터를 갖는 것으로 선택될 수 있다. 이로써 불연속상과 연속상의 경계에서의 계면 접합 및 물리적 상호작용이 일반적으로 개선되고, 그에 따라 조성물이 신장될 때 파괴 가능성이 감소한다. 이와 관련해서, 폴리락트산의 용해도 파라미터 대 강인화 첨가제의 용해도 파라미터의 비율은 전형적으로 약 0.5 내지 약 1.5, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.8 내지 약 1.2이다. 예를 들어, 중합체 강인화 첨가제는 약 15 내지 약 30 MJoules1 /2/m3/2, 또한 일부 실시양태에서는 약 18 내지 약 22 MJoules1 /2/m3/2의 용해도 파라미터를 가질 수 있는 반면에, 폴리락트산은 약 20.5 MJoules1/2/m3/2의 용해도 파라미터를 가질 수 있다. 본원에서 사용된 용어 "용해도 파라미터"는 "힐데브랜드(Hildebrand) 용해도 파라미터"를 지칭하는 것으로서, 응집 에너지 밀도의 제곱근이고 하기 방정식에 따라 계산된다:While the polymer is generally incompatible and has a different melt flow rate, the toughened additive can be selected to have a solubility parameter comparable to that of the polylactic acid. This generally improves the interfacial bonding and physical interaction at the boundary between the discontinuous phase and the continuous phase, thereby reducing the probability of fracture when the composition is stretched. In this regard, the ratio of the solubility parameter of the polylactic acid to the solubility parameter of the toughening additive is typically from about 0.5 to about 1.5, and in some embodiments, from about 0.8 to about 1.2. For example, toughened polymer additive is from about 15 to about 30 MJoules 1/2 / m 3/2 , also in some embodiments and may have a solubility parameter of from about 18 to about 22 MJoules 1/2 / m 3/2 On the other hand, the polylactic acid may have a solubility parameter of about 20.5 MJoules 1/2 / m 3/2 . As used herein, the term "solubility parameter" refers to the " Hildebrand solubility parameter ", which is the square root of the cohesive energy density and is calculated according to the following equation:

Figure pct00003
Figure pct00003

여기서,here,

ΔHv는 증발열이고,Hv is the heat of vaporization,

R은 이상 기체 상수이고,R is an ideal gas constant,

T는 온도이고,T is the temperature,

Vm은 분자 부피이다.Vm is the molecular volume.

수많은 중합체에 대한 힐데브랜드 용해도 파라미터가, 본원에 참조로 포함되는 문헌 [Solubility Handbook of Plastics, by Wyeych (2004)]으로부터 제공될 수 있다.Hildebrand solubility parameters for a number of polymers can be provided by Solubility Handbook of Plastics, by Wyeych (2004), which is incorporated herein by reference.

상기에서 언급된 성질 이외에도, 중합체 강인화 첨가제의 기계적 특징이 또한 섬유 인성의 바람직한 증가를 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 강인화 첨가제는 폴리락트산과 비교하여 상대적으로 낮은 영 탄성 계수(Young's modulus of elasticity)를 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리락트산의 탄성 계수 대 강인화 첨가제의 탄성 계수의 비율은 전형적으로 약 1 내지 약 250, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 100, 또한 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 50이다. 강인화 첨가제의 탄성 계수는, 예를 들어 약 2 내지 약 500 메가파스칼 (MPa), 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 300 MPa, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 내지 약 200 MPa의 범위일 수 있다. 이와 달리, 폴리락트산의 탄성 계수는 전형적으로 약 800 MPa 내지 약 2000 MPa이다. 중합체 강인화 첨가제는 또한 폴리락트산보다 큰 피크 연신율 (즉, 중합체의 피크 하중에서의 연신율 (%))을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 중합체 강인화 첨가제는 약 50% 이상, 일부 실시양태에서는 약 100% 이상, 일부 실시양태에서는 약 100% 내지 약 2000%, 또한 일부 실시양태에서는 약 250% 내지 약 1500%의 피크 연신율을 나타낼 수 있다.In addition to the properties mentioned above, the mechanical properties of the polymer toughening additive can also be selected to achieve a desirable increase in fiber toughness. For example, the toughening additive may have a relatively low Young's modulus of elasticity as compared to polylactic acid. For example, the ratio of the modulus of elasticity of polylactic acid to the modulus of toughening additive is typically from about 1 to about 250, in some embodiments from about 2 to about 100, and in some embodiments from about 2 to about 50. The modulus of elasticity of the toughening additive may range, for example, from about 2 to about 500 megapascals (MPa), in some embodiments from about 5 to about 300 MPa, and in some embodiments from about 10 to about 200 MPa. Alternatively, the modulus of elasticity of the polylactic acid is typically from about 800 MPa to about 2000 MPa. The polymer toughening additive may also exhibit a higher peak elongation (i.e., elongation (%) at peak load of the polymer) than polylactic acid. For example, the polymer toughening additive of the present invention may have a toughness of at least about 50%, in some embodiments at least about 100%, in some embodiments from about 100% to about 2000%, and in some embodiments from about 250% to about 1500% Peak elongation of < / RTI >

상기에 명시된 성질을 갖는 매우 다양한 중합체 첨가제가 사용될 수 있지만, 이러한 중합체의 특히 적합한 예는, 예를 들어 폴리올레핀 (예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등); 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르 (예를 들어, 재생 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등); 폴리비닐 아세테이트 (예를 들어, 폴리(에틸렌 비닐 아세테이트), 폴리비닐 클로라이드 아세테이트 등); 폴리비닐 알콜류 (예를 들어, 폴리비닐 알콜, 폴리(에틸렌 비닐 알콜) 등); 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지 (예를 들어, 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등); 폴리아미드 (예를 들어, 나일론); 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리우레탄 등을 포함할 수 있다. 적합한 폴리올레핀은, 예를 들어 에틸렌 중합체 (예를 들어, 저 밀도 폴리에틸렌 ("LDPE"), 고 밀도 폴리에틸렌 ("HDPE"), 선형 저 밀도 폴리에틸렌 ("LLDPE") 등), 프로필렌 단일중합체 (예를 들어, 신디오택틱(syndiotactic), 아택틱(atactic), 이소택틱(isotactic) 등), 프로필렌 공중합체 등을 포함할 수 있다.A wide variety of polymer additives having the properties specified above can be used, but particularly suitable examples of such polymers include, for example, polyolefins (e.g., polyethylene, polypropylene, polybutylene, etc.); Polytetrafluoroethylene; Polyesters (e.g., recycled polyesters, polyethylene terephthalate and the like); Polyvinyl acetate (for example, poly (ethylene vinyl acetate), polyvinyl chloride acetate, etc.); Polyvinyl alcohols (e.g., polyvinyl alcohol, poly (ethylene vinyl alcohol) and the like); Polyvinyl butyral; Acrylic resins (e.g., polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate and the like); Polyamides (e.g., nylon); Polyvinyl chloride; Polyvinylidene chloride; polystyrene; Polyurethane, and the like. Suitable polyolefins include, for example, ethylene polymers (e.g., low density polyethylene ("LDPE"), high density polyethylene ("HDPE"), linear low density polyethylene ("LLDPE" For example, syndiotactic, atactic, isotactic, etc.), propylene copolymers, and the like.

한 특정 실시양태에서, 중합체는 프로필렌 중합체, 예컨대 호모폴리프로필렌 또는 프로필렌의 공중합체이다. 프로필렌 중합체는, 예를 들어 실질적인 이소택틱 폴리프로필렌 단일중합체 또는 다른 단량체를 약 10 중량% 이하 함유하는, 즉 프로필렌을 약 90 중량% 이상 함유하는 공중합체로부터 형성될 수 있다. 이러한 단일중합체는 약 160℃ 내지 약 170℃의 융점을 가질 수 있다.In one particular embodiment, the polymer is a copolymer of propylene polymer, such as homopolypropylene or propylene. The propylene polymer may be formed from, for example, a substantially isotactic polypropylene homopolymer or a copolymer containing up to about 10% by weight of other monomers, i. E., Containing at least about 90% by weight of propylene. Such a homopolymer may have a melting point of from about 160 < 0 > C to about 170 < 0 > C.

또 다른 실시양태에서, 폴리올레핀은 에틸렌 또는 프로필렌과 또 다른 α-올레핀, 예컨대 C3-C20 α-올레핀 또는 C3-C12 α-올레핀의 공중합체일 수 있다. 적합한 α-올레핀의 구체적인 예는 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 1-부텐, 1-헥센 및 1-옥텐이다. 이러한 공중합체의 에틸렌 또는 프로필렌 함량은 약 60 몰% 내지 약 99 몰%, 일부 실시양태에서는 약 80 몰% 내지 약 98.5 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 87 몰% 내지 약 97.5 몰%일 수 있다. α-올레핀 함량은 또한 약 1 몰% 내지 약 40 몰%, 일부 실시양태에서는 약 1.5 몰% 내지 약 15 몰%, 또한 일부 실시양태에서는 약 2.5 몰% 내지 약 13 몰%의 범위일 수 있다.In another embodiment, the polyolefin may be a copolymer of ethylene or propylene with another? -Olefin, such as a C 3 -C 20 ? -Olefin or a C 3 -C 12 ? -Olefin. Specific examples of suitable? -Olefins include 1-butene; 3-methyl-1-butene; 3,3-dimethyl-1-butene; 1-pentene; 1-pentene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-hexene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-heptene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-octene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-none having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; Ethyl, methyl or dimethyl-substituted 1-decene; Dodecene; And styrene. Particularly preferred? -Olefin comonomers are 1-butene, 1-hexene and 1-octene. The ethylene or propylene content of such copolymers may be from about 60 mole% to about 99 mole%, in some embodiments from about 80 mole% to about 98.5 mole%, and in some embodiments from about 87 mole% to about 97.5 mole% . The? -olefin content may also range from about 1 mole% to about 40 mole%, in some embodiments from about 1.5 mole% to about 15 mole%, and in some embodiments from about 2.5 mole% to about 13 mole%.

본 발명에서 사용되는 올레핀 공중합체의 예는 미국 텍사스주 휴스톤에 소재하는 엑손모바일 케미컬 캄파니(ExxonMobil Chemical Company)로부터 익색트(EXACT)™라는 상품명으로 시판되는 에틸렌-기재 공중합체를 포함한다. 다른 적합한 에틸렌 공중합체는 미국 미시건주 미들랜드에 소재하는 다우 케미컬 캄파니(Dow Chemical Company)로부터 인게이지(ENGAGE)™, 어피니티(AFFINITY)™, 다우렉스(DOWLEX)™ (LLDPE) 및 아테인(ATTANE)™ (ULDPE)이라는 상품명으로 시판되고 있다. 다른 적합한 에틸렌 중합체는 미국 특허 4,937,299 (Ewen et al .); 5,218,071 (Tsutsui et al .); 5,272,236 (Lai , et al.); 및 5,278,272 (Lai , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 적합한 프로필렌 공중합체는 또한 미국 텍사스주 휴스톤에 소재하는 엑손모바일 케미컬 캄파니로부터 비스타맥스(VISTAMAXX)™라는 상품명으로; 벨기에 펠루이에 소재하는 아토피나 케미컬즈(Atofina Chemicals)로부터 피나(FINA)™ (예를 들어, 8573)라는 상품명으로; 미츠이 페트로케미컬 인더스트리즈(Mitsui Petrochemical Industries)로부터 타프머(TAFMER)™라는 상품명으로; 또한 미국 미시건주 미들랜드에 소재하는 다우 케미컬 캄파니로부터 베르시파이(VERSIFY)™라는 상품명으로 시판되고 있다. 적합한 프로필렌 중합체의 다른 예는 미국 특허 6,500,563 (Datta , et al.); 5,539,056 (Yang , et al .); 및 5,596,052 (Resconi , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.An example of an olefin copolymer used in the present invention includes an ethylene-based copolymer commercially available from ExxonMobil Chemical Company of Houston, Tex. Under the trade name EXACT. Other suitable ethylene copolymers are available from Dow Chemical Company of Midland, Mich., Under the names ENGAGE, AFFINITY, DOWLEX (TM) (LLDPE) and ATTANE) (ULDPE). Other suitable ethylene polymers are disclosed in U.S. Patent 4,937,299 ( Ewen meat al . ); 5,218,071 ( Tsutsui meat al . ); 5,272 , 236 ( Lai , et al. ); And 5,278 , 272 ( Lai , et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes. Suitable propylene copolymers are also commercially available from ExxonMobil Chemical Company of Houston, Tex., Under the trade designation VISTAMAXX ™; FINA ™ (eg, 8573) from Atofina Chemicals, Peluki, Belgium; From Mitsui Petrochemical Industries under the trade name TAFMER ™; Also commercially available from Dow Chemical Company of Midland, Mich., Under the trade name VERSIFY (TM). Other examples of suitable propylene polymers are described in U.S. Patent 6,500,563 ( Datta , et al. ); No. 5,539,056 ( Yang , et al . ); And 5,596,052 ( Resconi , et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes.

임의의 다양한 공지된 기술이 일반적으로 올레핀 공중합체를 형성하기 위해 이용될 수 있다. 예를 들어, 올레핀 중합체는 자유 라디칼 또는 배위 촉매 (예를 들어, 지글러-나타(Ziegler-Natta))를 사용하여 형성할 수 있다. 바람직하게는, 올레핀 중합체를 메탈로센 촉매와 같은 단일활성점 배위 촉매로부터 형성한다. 이러한 촉매 계는, 공단량체가 분자 쇄 내에 랜덤하게 분포되고 상이한 분자량 분획들에 걸쳐 균일하게 분포된 에틸렌 공중합체를 제조한다. 메탈로센-촉매화 폴리올레핀은, 예를 들어 미국 특허 5,571,619 (McAlpin et al .); 5,322,728 (Davis et al.); 5,472,775 (Obijeski et al .); 5,272,236 (Lai et al .); 및 6,090,325 (Wheat, et al .)에 개시되어 있고, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 메탈로센 촉매의 예는 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(n-부틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(시클로펜타디에닐)스칸듐 클로라이드, 비스(인데닐)지르코늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)티타늄 디클로라이드, 비스(메틸시클로펜타디에닐)지르코늄 디클로라이드, 코발토센, 시클로펜타디에닐티타늄 트리클로라이드, 페로센, 하프노센 디클로라이드, 이소프로필(시클로펜타디에닐, -1-플로우레닐)지르코늄 디클로라이드, 몰리브도센 디클로라이드, 니켈로센, 니오보센 디클로라이드, 루테노센, 티타노센 디클로라이드, 지르코노센 클로라이드 히드라이드, 지르코노센 디클로라이드 등을 포함한다. 메탈로센 촉매를 사용하여 제조된 중합체는 전형적으로 좁은 분자량 범위를 갖는다. 예를 들어, 메탈로센-촉매화 중합체는 4 미만의 다분산 지수 (Mw/Mn), 조절된 단쇄 분지 분포, 및 조절된 이소택틱성을 가질 수 있다.Any of a variety of known techniques can generally be used to form olefin copolymers. For example, olefin polymers can be formed using free radicals or coordination catalysts (e.g., Ziegler-Natta). Preferably, the olefin polymer is formed from a single active point coordination catalyst, such as a metallocene catalyst. These catalyst systems produce ethylene copolymers in which comonomers are randomly distributed within the molecular chain and are uniformly distributed over different molecular weight fractions. Metallocene-catalyzed polyolefins are described, for example, in U.S. Patent 5,571,619 ( McAlpin meat al . ); No. 5,322,728 ( Davis et al. ); 5,472,775 ( Obijeski meat al . ); 5,272,236 ( Lai meat al . ); And 6,090 , 325 ( Wheat, et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entireties for all purposes. Examples of the metallocene catalyst are bis (n-butylcyclopentadienyl) titanium dichloride, bis (n-butylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, bis (cyclopentadienyl) scandium chloride, bis Zirconium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) titanium dichloride, bis (methylcyclopentadienyl) zirconium dichloride, cobaltosene, cyclopentadienyltitanium trichloride, ferrocene, hafnocene dichloride, isopropyl Cyclopentadienyl, -1-fluorenyl) zirconium dichloride, molybdosecene dichloride, nickelocene, niobocene dichloride, ruthenocene, titanocene dichloride, zirconocene chloride hydride, zirconocene Dichloride and the like. Polymers prepared using metallocene catalysts typically have a narrow molecular weight range. For example, the metallocene-catalyzed polymer may have a polydispersity index (M w / M n ) of less than 4, a controlled short-chain branching distribution, and a controlled isotacticity.

강인화 첨가제의 양은 전형적으로 열가소성 조성물의 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 실시양태에서는 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 중량% 내지 약 15 중량%이다.The amount of toughening additive is typically from about 1 weight percent to about 25 weight percent, in some embodiments from about 2 weight percent to about 20 weight percent, and in some embodiments, from about 5 weight percent to about 15 weight percent of the thermoplastic composition.

C. 폴리에폭시드 개질제 C. polyepoxide Modifier

상기에 나타낸 바와 같이, 중합체 강인화 첨가제가 분산되고 섬유의 표면으로 이동하는 능력을 개선하기 위해 폴리에폭시드 개질제가 또한 열가소성 조성물에 사용된다. 폴리에폭시드 개질제는 또한 조성물의 용융 안정성 및 강도를 개선할 수 있다. 폴리에폭시드 개질제는 평균적으로, 분자 당 2개 이상의 옥시란 고리를 함유하는 중합체이다. 이론에 구애됨이 없이, 폴리에폭시드 분자는 특정 조건하에서 폴리락트산의 반응을 유도함으로써, 유리 전이 온도를 유의하게 낮추지 않으면서 그의 용융 강도를 개선할 수 있는 것으로 생각된다. 반응은 쇄 연장, 측쇄 분지화, 그라프팅, 공중합체 형성 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 쇄 연장은 다양한 반응 경로를 통해 발생할 수 있다. 예를 들어, 개질제는 폴리락트산의 카르복실 말단기를 통한 (에스테르화) 또는 히드록실 기를 통한 (에테르화) 친핵성 개환 반응을 가능하게 할 수 있다. 옥사졸린 부반응이 또한 발생하여 에스테르아미드 잔기를 형성할 수 있다. 이러한 반응을 통해, 폴리락트산의 분자량이 증가하여 용융 가공 동안에 종종 관찰되는 열화에 대응할 수 있다. 상기에 기재된 바와 같이 폴리락트산과의 반응을 유도하는 것이 바람직하지만, 본 발명의 발명자들은 이러한 반응이 너무 과도하면 폴리락트산 백본(backbone) 간의 가교가 유도될 수 있음을 발견하였다. 이러한 가교가 상당히 진행되도록 둔다면, 생성 중합체 블렌드는 취약해질 수 있고 바람직한 강도 및 연신 성질을 갖는 섬유로 연신시키기가 어려울 수 있다. 이와 관련해서, 본 발명의 발명자들은 "에폭시 당량"으로 정량화될 수 있는, 비교적 낮은 에폭시 관능도를 갖는 폴리에폭시드 개질제가 특히 효과적임을 발견하였다. 에폭시 당량은 에폭시 기 한 분자를 함유하는 수지의 양을 반영하고, 개질제의 수평균 분자량을 분자내 에폭시 기의 개수로 나누어 계산할 수 있다. 본 발명의 폴리에폭시드 개질제는 전형적으로 약 7,500 내지 약 250,000 그램/몰, 일부 실시양태에서는 약 15,000 내지 약 150,000 그램/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 20,000 내지 100,000 그램/몰의 수평균 분자량을 가지며, 다분산 지수는 전형적으로 2.5 내지 7의 범위를 갖는다. 폴리에폭시드 개질제는 50개 미만, 일부 실시양태에서는 5 내지 45개, 또한 일부 실시양태에서는 15 내지 40개의 에폭시 기를 함유할 수 있다. 결국, 에폭시 당량은 약 15,000 그램/몰 미만, 일부 실시양태에서는 약 200 내지 약 10,000 그램/몰, 또한 일부 실시양태에서는 약 500 내지 약 7,000 그램/몰일 수 있다.As indicated above, a polyepoxide modification agent is also used in the thermoplastic composition to improve the ability of the polymer toughening additive to disperse and migrate to the surface of the fibers. The polyepoxide modification agent can also improve the melt stability and strength of the composition. The polyepoxide modification agent is, on average, a polymer containing two or more oxirane rings per molecule. Without wishing to be bound by theory, it is believed that the polyepoxide molecule can induce the reaction of polylactic acid under certain conditions, thereby improving its melt strength without significantly lowering the glass transition temperature. The reaction may include chain extension, side chain branching, grafting, copolymerization, and the like. For example, chain extension can occur through a variety of reaction pathways. For example, the modifying agent may enable a nucleophilic ring opening reaction through the carboxyl end group of the polylactic acid (esterification) or via a hydroxyl group (etherification). An oxazoline side reaction may also occur to form an ester amide residue. Through such a reaction, the molecular weight of the polylactic acid can be increased to cope with the deterioration often observed during melt processing. Although it is preferable to induce the reaction with the polylactic acid as described above, the inventors of the present invention have found that crosslinking between the polylactic acid backbone can be induced when this reaction is excessively excessive. If such cross-linking is allowed to proceed considerably, the resulting polymer blend may be fragile and may be difficult to stretch with fibers having desirable strength and stretch properties. In this connection, the inventors of the present invention have found that a polyepoxide modification agent having a relatively low epoxy functionality, which can be quantified as "epoxy equivalent ", is particularly effective. The epoxy equivalent reflects the amount of the resin containing one molecule of the epoxy group and can be calculated by dividing the number average molecular weight of the modifier by the number of epoxy groups in the molecule. The polyepoxide modification agents of the present invention typically have a number average molecular weight of from about 7,500 to about 250,000 grams / mole, in some embodiments from about 15,000 to about 150,000 grams / mole, and in some embodiments from about 20,000 to 100,000 grams / mole , And the polydispersity index typically ranges from 2.5 to 7. The polyepoxide modification agent may contain less than 50, in some embodiments 5 to 45, and in some embodiments 15 to 40 epoxy groups. Consequently, the epoxy equivalent can be about 15,000 grams / mole, in some embodiments about 200 to about 10,000 grams / mole, and in some embodiments, about 500 to about 7,000 grams / mole.

폴리에폭시드는 말단 에폭시 기, 골격 옥시란 단위, 및/또는 펜던트(pendent) 에폭시 기를 함유하는 선형 또는 분지형의, 단일중합체 또는 공중합체 (예를 들어, 랜덤, 그라프트, 블록 등)일 수 있다. 이러한 폴리에폭시드를 형성하는 데에 사용되는 단량체는 다양할 수 있다. 한 특정 실시양태에서, 예를 들어, 폴리에폭시드 개질제는 하나 이상의 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체 성분을 함유한다. 본원에서 사용된 용어 "(메트)아크릴"은 아크릴 및 메타크릴 단량체 뿐만 아니라, 이들의 염 또는 에스테르, 예컨대 아크릴레이트 및 메타크릴레이트 단량체를 포함한다. 예를 들어, 적합한 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체는 1,2-에폭시 기를 함유하는 것, 예컨대 글리시딜 아크릴레이트 및 글리시딜 메타크릴레이트를 포함할 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다. 다른 적합한 에폭시-관능성 단량체는 알릴 글리시딜 에테르, 글리시딜 에타크릴레이트, 및 글리시딜 이토코네이트를 포함한다.The polyepoxide may be a linear or branched, homopolymer or copolymer (e.g., random, graft, block, etc.) containing a terminal epoxy group, a backbone oxirane unit, and / or a pendent epoxy group . The monomers used to form such polyepoxides may vary. In one particular embodiment, for example, the polyepoxide modification agent contains at least one epoxy-functional (meth) acrylic monomer component. The term "(meth) acryl" as used herein includes both acrylic and methacrylic monomers, as well as their salts or esters, such as acrylate and methacrylate monomers. For example, suitable epoxy-functional (meth) acrylic monomers may include, but are not limited to, those containing 1,2-epoxy groups, such as glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate . Other suitable epoxy-functional monomers include allyl glycidyl ether, glycidyl ethacrylate, and glycidyl itaconate.

폴리에폭시드는 상기에서 나타낸 바와 같이, 전형적으로 비교적 높은 분자량을 가지므로, 하기에서 보다 상세히 설명될 것처럼 폴리락트산의 쇄 연장을 초래할 뿐만 아니라, 바람직한 블렌드 형태를 달성하는 데에 도움이 될 수 있다. 따라서, 중합체의 그에 따른 용융 유량은 전형적으로 약 10 내지 약 200 그램/10분, 일부 실시양태에서는 약 40 내지 약 150 그램/10분, 또한 일부 실시양태에서는 약 60 내지 약 120 그램/10분의 범위 내에 있고, 이는 2160 그램의 하중하에 190℃의 온도에서 측정된 것이다.Polyepoxides, as indicated above, typically have relatively high molecular weights, which not only lead to chain extension of the polylactic acid as will be explained in more detail below, but may also help to achieve the desired blend form. Thus, the resulting melt flow rate of the polymer is typically from about 10 to about 200 grams / 10 minutes, in some embodiments from about 40 to about 150 grams / 10 minutes, and in some embodiments from about 60 to about 120 grams / 10 minutes , Which is measured at a temperature of 190 DEG C under a load of 2160 grams.

필요에 따라, 바람직한 분자량을 달성하는 데에 도움이 되기 위해 추가 단량체가 또한 폴리에폭시드에 사용될 수 있다. 이러한 단량체는 다양할 수 있고, 예를 들어 에스테르 단량체, (메트)아크릴 단량체, 올레핀 단량체, 아미드 단량체 등을 포함한다. 예를 들어, 한 특정 실시양태에서, 폴리에폭시드 개질제는 하나 이상의 선형 또는 분지형 α-올레핀 단량체, 예컨대 2 내지 20개의 탄소 원자, 바람직하게는 2 내지 8개의 탄소 원자를 갖는 것을 포함한다. 구체적인 예는 에틸렌, 프로필렌, 1-부텐; 3-메틸-1-부텐; 3,3-디메틸-1-부텐; 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-펜텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헥센; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-헵텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-옥텐; 하나 이상의 메틸, 에틸 또는 프로필 치환기를 갖는 1-노넨; 에틸, 메틸 또는 디메틸-치환된 1-데센; 1-도데센; 및 스티렌을 포함한다. 특히 바람직한 α-올레핀 공단량체는 에틸렌 및 프로필렌이다.If desired, additional monomers may also be used in the polyepoxide to aid in achieving the desired molecular weight. Such monomers can be varied and include, for example, ester monomers, (meth) acrylic monomers, olefin monomers, amide monomers, and the like. For example, in one particular embodiment, the polyepoxide modification agent comprises one or more linear or branched alpha-olefin monomers, such as those having from 2 to 20 carbon atoms, preferably from 2 to 8 carbon atoms. Specific examples include ethylene, propylene, 1-butene; 3-methyl-1-butene; 3,3-dimethyl-1-butene; 1-pentene; 1-pentene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-hexene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-heptene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-octene having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; 1-none having at least one methyl, ethyl or propyl substituent; Ethyl, methyl or dimethyl-substituted 1-decene; Dodecene; And styrene. Particularly preferred? -Olefin comonomers are ethylene and propylene.

또 다른 적합한 단량체는 에폭시-관능성이 아닌 (메트)아크릴 단량체를 포함할 수 있다. 이러한 (메트)아크릴 단량체의 예는 메틸 아크릴레이트, 에틸 아크릴레이트, n-프로필 아크릴레이트, i-프로필 아크릴레이트, n-부틸 아크릴레이트, s-부틸 아크릴레이트, i-부틸 아크릴레이트, t-부틸 아크릴레이트, n-아밀 아크릴레이트, i-아밀 아크릴레이트, 이소보르닐 아크릴레이트, n-헥실 아크릴레이트, 2-에틸부틸 아크릴레이트, 2-에틸헥실 아크릴레이트, n-옥틸 아크릴레이트, n-데실 아크릴레이트, 메틸시클로헥실 아크릴레이트, 시클로펜틸 아크릴레이트, 시클로헥실 아크릴레이트, 메틸 메타크릴레이트, 에틸 메타크릴레이트, 2-히드록시에틸 메타크릴레이트, n-프로필 메타크릴레이트, n-부틸 메타크릴레이트, i-프로필 메타크릴레이트, i-부틸 메타크릴레이트, n-아밀 메타크릴레이트, n-헥실 메타크릴레이트, i-아밀 메타크릴레이트, s-부틸-메타크릴레이트, t-부틸 메타크릴레이트, 2-에틸부틸 메타크릴레이트, 메틸시클로헥실 메타크릴레이트, 신나밀 메타크릴레이트, 크로틸 메타크릴레이트, 시클로헥실 메타크릴레이트, 시클로펜틸 메타크릴레이트, 2-에톡시에틸 메타크릴레이트, 이소보르닐 메타크릴레이트 등 뿐만 아니라, 이들의 조합을 포함할 수 있다.Still other suitable monomers may include (meth) acrylic monomers that are not epoxy-functional. Examples of such (meth) acrylic monomers are methyl acrylate, ethyl acrylate, n-propyl acrylate, i-propyl acrylate, n-butylacrylate, s-butyl acrylate, Acrylate, n-amyl acrylate, i-amyl acrylate, isobornyl acrylate, n-hexyl acrylate, 2-ethylbutyl acrylate, 2-ethylhexyl acrylate, Acrylate, methylcyclohexyl acrylate, cyclopentyl acrylate, cyclohexyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, 2-hydroxyethyl methacrylate, n-propyl methacrylate, n- Methyl methacrylate, i-propyl methacrylate, i-butyl methacrylate, n-amyl methacrylate, n-hexyl methacrylate, i-amyl methacrylate, Butyl methacrylate, methyl cyclohexyl methacrylate, cinnamyl methacrylate, crotyl methacrylate, cyclohexyl methacrylate, cyclopentyl methacrylate, 2- Ethoxyethyl methacrylate, isobornyl methacrylate, and the like, as well as combinations thereof.

본 발명의 특히 바람직한 한 실시양태에서, 폴리에폭시드 개질제는 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체 성분, α-올레핀 단량체 성분, 및 비-에폭시 관능성 (메트)아크릴 단량체 성분으로부터 형성된 삼원공중합체이다. 예를 들어, 폴리에폭시드 개질제는 하기 구조를 갖는 폴리(에틸렌-코-메틸아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트)일 수 있다:In one particularly preferred embodiment of the present invention, the polyepoxide modification agent is a terpolymer formed from an epoxy-functional (meth) acrylic monomer component, an -olefin monomer component, and a non-epoxy functional (meth) . For example, the polyepoxide modification agent may be poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) having the following structure:

Figure pct00004
Figure pct00004

식 중, x, y, 및 z는 1 이상이다.Wherein x, y, and z are one or more.

에폭시 관능성 단량체는 다양한 공지된 기술을 사용하여 중합체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 극성 관능기를 함유하는 단량체를 중합체 백본 상에 그라프팅시켜 그라프트 공중합체를 형성할 수 있다. 이러한 그라프팅 기술은 당업계에 널리 공지되어 있고, 예를 들어 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함되는 미국 특허 5,179,164에 개시되어 있다. 다른 실시양태에서, 에폭시 관능기를 함유하는 단량체는 공지된 자유 라디칼 중합 기술, 예컨대 고압 반응, 지글러-나타 촉매 반응 계, 단일활성점 촉매 (예를 들어, 메탈로센) 반응 계 등을 사용하여, 단량체와 공중합되어 블록 또는 랜덤 공중합체를 형성할 수 있다.Epoxy functional monomers can be formed into polymers using a variety of known techniques. For example, a monomer containing a polar functional group can be grafted onto a polymer backbone to form a graft copolymer. Such grafting techniques are well known in the art and are disclosed, for example, in U.S. Patent 5,179,164, which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes. In another embodiment, the monomer containing the epoxy functional group can be reacted using known free radical polymerization techniques such as high pressure reaction, Ziegler-Natta catalyst system, single active site catalyst (e.g., metallocene) May be copolymerized with the monomers to form block or random copolymers.

단량체 성분(들)의 상대 비율은 에폭시-반응성과 용융 유량 사이의 균형을 달성하도록 선택될 수 있다. 보다 구체적으로, 높은 에폭시 단량체 함량은 폴리락트산과의 양호한 반응성을 초래할 수 있지만, 너무 높은 함량은 용융 유량을 폴리에폭시드 개질제가 중합체 블렌드의 용융 강도에 악영향을 미칠 정도로 감소시킬 수 있다. 따라서, 대부분의 실시양태에서, 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체(들)는 공중합체의 약 1 중량% 내지 약 25 중량%, 일부 실시양태에서는 약 2 중량% 내지 약 20 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 4 중량% 내지 약 15 중량%를 구성한다. α-올레핀 단량체(들)는 마찬가지로 공중합체의 약 55 중량% 내지 약 95 중량%, 일부 실시양태에서는 약 60 중량% 내지 약 90 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 65 중량% 내지 약 85 중량%를 구성할 수 있다. 다른 단량체 성분 (예를 들어, 비-에폭시 관능성 (메트)아크릴 단량체)은, 사용될 경우에, 공중합체의 약 5 중량% 내지 약 35 중량%, 일부 실시양태에서는 약 8 중량% 내지 약 30 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 중량% 내지 약 25 중량%를 구성할 수 있다. 본 발명에서 사용가능한 적합한 폴리에폭시드 개질제의 한 구체적인 예는 아르케마로부터 로타더® AX8950 또는 AX8900이라는 상품명으로 시판되는 것이다. 로타더® AX8950은 70 내지 100 g/10분의 용융 유량을 가지며 7 중량% 내지 11 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 단량체 함량, 13 중량% 내지 17 중량%의 메틸 아크릴레이트 단량체 함량, 및 72 중량% 내지 80 중량%의 에틸렌 단량체 함량을 갖는다.The relative proportions of the monomer component (s) may be selected to achieve a balance between epoxy-reactivity and melt flow rate. More specifically, high epoxy monomer content can lead to good reactivity with the polylactic acid, but too high a content can reduce the melt flow rate to such an extent that the polyepoxide modifier adversely affects the melt strength of the polymer blend. Thus, in most embodiments, the epoxy-functional (meth) acrylic monomer (s) may be present in an amount of from about 1% to about 25%, in some embodiments from about 2% to about 20% In embodiments from about 4% to about 15% by weight. The alpha -olefin monomer (s) may likewise be present in an amount of from about 55% to about 95%, in some embodiments from about 60% to about 90%, and in some embodiments from about 65% to about 85% . The other monomer components (e.g., non-epoxy functional (meth) acrylic monomers), if used, may range from about 5 weight percent to about 35 weight percent, in some embodiments from about 8 weight percent to about 30 weight percent %, And in some embodiments, from about 10% to about 25% by weight. One specific example of a suitable polyepoxide modification agent that can be used in the present invention is commercially available from Arcema under the trade name Rotador® AX8950 or AX8900. The Rotador® AX8950 has a melt flow rate of 70 to 100 g / 10 min and has a glycidyl methacrylate monomer content of 7 wt.% To 11 wt.%, A methyl acrylate monomer content of 13 wt.% To 17 wt. And an ethylene monomer content of from 80% to 80% by weight.

폴리에폭시드 개질제를 형성하는 데에 사용되는 단량체의 유형 및 상대 함량을 조절하는 것 이외에도, 전체 중량%를 또한 조절하여 바람직한 이점을 달성할 수 있다. 예를 들어, 개질 수준이 너무 낮으면, 바람직한 용융 강도 및 기계적 성질의 증가가 달성되지 않을 수 있다. 그러나, 본 발명의 발명자들은 또한, 개질 수준이 너무 높으면, 강력한 분자 상호작용 (예를 들어, 가교) 및 에폭시 관능기에 의한 물리적 네트워크의 형성으로 인해 섬유 연신이 제한될 수 있음을 발견하였다. 따라서, 폴리에폭시드 개질제는 조성물에 사용된 폴리락트산의 중량을 기준으로, 전형적으로 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 1.5 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.2 중량% 내지 약 0.8 중량%의 양으로 사용된다. 어떤 다른 성분이 사용되는가에 따라, 전체 열가소성 조성물 중의 폴리에폭시드 개질제의 농도는 상기에 언급된 범위와 동일하거나 그 보다 낮을 수 있다. 특정 실시양태에서, 예를 들어, 폴리에폭시드 개질제는 조성물의 총 중량을 기준으로, 약 0.01 중량% 내지 약 10 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.05 중량% 내지 약 5 중량%, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 1.5 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.2 중량% 내지 약 0.8 중량%를 구성한다. 또한, 폴리락트산은 전형적으로 조성물의 약 70 중량% 이상, 일부 실시양태에서는 약 80 중량% 내지 약 99 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 85 중량% 내지 약 95 중량%를 구성한다.In addition to controlling the type and relative content of the monomers used to form the polyepoxide modification agent, the total weight percent can also be adjusted to achieve the desired benefits. For example, if the modifying level is too low, the desired increase in melt strength and mechanical properties may not be achieved. However, the inventors of the present invention have also found that, if the modification level is too high, fiber elongation can be limited due to strong molecular interactions (e.g., bridging) and formation of physical networks by epoxy functional groups. Thus, the polyepoxide modification agent is typically present in an amount of from about 0.01% to about 10% by weight, in some embodiments from about 0.05% to about 5% by weight, and in some embodiments, from about 0.05% to about 5% 0.1 wt% to about 1.5 wt%, and in some embodiments, from about 0.2 wt% to about 0.8 wt%. Depending on what other components are used, the concentration of the polyepoxide modification agent in the overall thermoplastic composition may be the same or lower than the range mentioned above. In certain embodiments, for example, the polyepoxide modification agent is present in an amount of from about 0.01% to about 10% by weight, in some embodiments from about 0.05% to about 5% by weight, based on the total weight of the composition, From about 0.1% to about 1.5% by weight, and in some embodiments, from about 0.2% to about 0.8% by weight. In addition, the polylactic acid typically constitutes at least about 70 weight percent, in some embodiments from about 80 weight percent to about 99 weight percent, and in some embodiments from about 85 weight percent to about 95 weight percent of the composition.

D. 기타 성분 D. Other ingredients

본 발명의 한 유익한 측면은 양호한 기계적 성질 (예를 들어, 연신율)이 통상의 가소제, 예컨대 폴리락트산의 에스테르 결합을 공격하여 가수분해 열화를 초래하는 하나 이상의 히드록실 기를 갖는 알킬렌 글리콜 (예를 들어, 다우 케미컬로부터 카르보왁스(Carbowax)™라는 상품명으로 시판되는 것과 같은 폴리에틸렌 글리콜), 알칸 디올, 및 알킬렌 옥시드를 필요로 하지 않으면서 제공될 수 있다는 점이다. 이러한 가소제의 다른 예는 미국 특허 2010/0048082 (Topolkaraev , et al .)에 개시되어 있으며, 이 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 열가소성 조성물은 실질적으로 이러한 가소제가 존재하지 않을 수 있다. 그럼에도 불구하고, 가소제가 본 발명의 특정 실시양태에서 사용될 수도 있음을 알아야 한다. 그러나, 가소제는, 사용될 경우에, 전형적으로 열가소성 조성물의 약 10 중량% 미만, 일부 실시양태에서는 약 0.1 중량% 내지 약 5 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.2 중량% 내지 약 2 중량%의 양으로 존재한다.One advantageous aspect of the present invention is the use of alkylene glycols having at least one hydroxyl group (for example, < RTI ID = 0.0 > , Polyethylene glycol such as that sold by Dow Chemical under the trade name Carbowax (TM)), alkane diols, and alkylene oxides. Other examples of such plasticizers are described in U. S. Patent No. 2010/0048082 ( Topolkaraev , et al . , Which is incorporated herein by reference in its entirety for all purposes. The thermoplastic composition may be substantially free of such plasticizers. Nevertheless, it should be understood that plasticizers may be used in certain embodiments of the present invention. However, the plasticizer, if used, typically will contain less than about 10%, in some embodiments from about 0.1% to about 5%, and in some embodiments from about 0.2% to about 2% by weight of the thermoplastic composition Lt; / RTI >

물론, 다양한 이유로 다른 성분이 사용될 수도 있다. 예를 들어, 사용가능한 물질은 촉매, 안료, 산화방지제, 안정화제, 계면활성제, 왁스, 유동 개선제, 고체 용매, 상용화제, 기핵제 (예를 들어, 이산화티타늄, 탄산칼슘 등), 미립자, 및 열가소성 조성물의 가공성을 향상시키기 위해 첨가되는 다른 물질을 비제한적으로 포함한다. 사용될 경우에, 이러한 부가적인 성분의 양은 최적의 상용성 및 비용-효과를 보장하도록 최소화되는 것이 일반적으로 바람직하다. 따라서, 예를 들어, 이러한 성분은 열가소성 조성물의 약 10 중량% 미만, 일부 실시양태에서는 약 8 중량% 미만, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 중량% 미만을 구성하는 것이 일반적으로 바람직하다.Of course, other ingredients may be used for various reasons. For example, usable materials include, but are not limited to, catalysts, pigments, antioxidants, stabilizers, surfactants, waxes, flow improvers, solid solvents, compatibilizers, nucleating agents (e.g., titanium dioxide, calcium carbonate, But not limited to, other materials added to improve the processability of the thermoplastic composition. When used, it is generally desirable that the amount of such additional ingredients be minimized to ensure optimal compatibility and cost-effectiveness. Thus, for example, it is generally preferred that such components comprise less than about 10 wt%, in some embodiments less than about 8 wt%, and in some embodiments less than about 5 wt% of the thermoplastic composition.

또한, 다른 성분이 열가소성 조성물에 포함될 수 있음을 알아야 한다. 사용가능한 이러한 성분은 지방족 폴리에스테르, 예컨대 폴리카프로락톤, 폴리에스테르아미드, 개질된 폴리에틸렌 테레프탈레이트, 폴리락트산 (PLA) 및 그의 공중합체, 폴리락트산을 기재로 하는 삼원공중합체, 폴리글리콜산, 폴리알킬렌 카르보네이트 (예를 들어, 폴리에틸렌 카르보네이트), 폴리-3-히드록시부티레이트 (PHB), 폴리-3-히드록시발레레이트 (PHV), 폴리-3-히드록시부티레이트-코-4-히드록시부티레이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시발레레이트 공중합체 (PHBV), 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시헥사노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시옥타노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시데카노에이트, 폴리-3-히드록시부티레이트-코-3-히드록시옥타데카노에이트, 및 숙시네이트-기재 지방족 중합체 (예를 들어, 폴리부틸렌 숙시네이트, 폴리부틸렌 숙시네이트 아디페이트, 폴리에틸렌 숙시네이트 등); 지방족-방향족 코폴리에스테르 (예를 들어, 폴리부틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 아디페이트 테레프탈레이트, 폴리에틸렌 아디페이트 이소프탈레이트, 폴리부틸렌 아디페이트 이소프탈레이트 등) 등을 포함하는 또 다른 생분해성 폴리에스테르이다.It is also to be understood that other components may be included in the thermoplastic composition. These components that can be used include aliphatic polyesters such as polycaprolactone, polyester amide, modified polyethylene terephthalate, polylactic acid (PLA) and copolymers thereof, terpolymers based on polylactic acid, polyglycolic acid, polyalkyl Hydroxybutyrate (PHB), poly-3-hydroxyvalerate (PHV), poly-3-hydroxybutyrate-co-4- Hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate copolymer (PHBV), poly-3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate, poly- 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctadecanoate, and poly-3-hydroxybutyrate-co-3- Succinate-based aliphatic polymers (e. For example, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyethylene succinate, etc.); And other biodegradable polyesters including aliphatic-aromatic copolyesters (e.g., polybutylene adipate terephthalate, polyethylene adipate terephthalate, polyethylene adipate isophthalate, polybutylene adipate isophthalate, etc.) to be.

II. 블렌딩 II. Blending

열가소성 조성물 성분의 블렌딩은 다양한 공지된 기술을 이용하여 수행될 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 원료 (예를 들어, 폴리락트산, 폴리에폭시드 개질제, 및 중합체 강인화 첨가제)는 개별적으로 또는 조합되어 공급될 수 있다. 예를 들어, 원료를 우선 함께 건식 혼합하여 본질적으로 균질한 건조 혼합물을 형성할 수 있다. 원료는 또한 동시에 또는 순차적으로, 물질을 분산가능하게 블렌딩하는 용융 가공 장치에 공급될 수 있다. 배치식 및/또는 연속식 용융 가공 기술이 이용될 수 있다. 예를 들어, 혼합기/혼련기, 밴버리(Banbury) 혼합기, 파렐(Farrel) 연속식 혼합기, 단축 압출기, 이축 압출기, 롤밀 등을 이용하여 물질을 블렌딩하고 용융 가공할 수 있다. 특히 적합한 용융 가공 장치는 동방향 회전 이축 압출기 (예를 들어, 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션(Werner & Pfleiderer Corporation)으로부터 입수가능한 ZSK-30 압출기 또는 영국 스톤에 소재하는 써모 일렉트론 코포레이션(Thermo Electron Corp.)으로부터 입수가능한 써모 프리즘™ 유에스에이랩 16(Thermo Prism™ USALAB 16) 압출기)일 수 있다. 이러한 압출기는 공급구 및 배출구를 포함할 수 있고 고 강도의 분배 및 분산 혼합을 제공한다. 예를 들어, 물질은 이축 압출기의 동일하거나 상이한 공급구에 공급되고 용융 블렌딩되어 실질적으로 균질한 용융 혼합물을 형성할 수 있다. 필요에 따라, 첨가제가 또한 중합체 용융물에 주입되고/거나 압출기의 길이를 따라 상이한 지점에서 별도로 압출기에 공급될 수 있다. 별법으로, 첨가제는 폴리락트산, 중합체 강인화 첨가제, 및/또는 폴리에폭시드 개질제와 예비-블렌딩될 수 있다.Blending of the thermoplastic composition components may be carried out using various known techniques. In one embodiment, for example, the raw materials (e.g., polylactic acid, polyepoxide modification agent, and polymer toughening additive) may be supplied individually or in combination. For example, the raw materials may first be dry mixed together first to form an essentially homogeneous dry mixture. The raw materials may also be fed simultaneously or sequentially to a melt processing apparatus capable of dispersibly blending the materials. Batch and / or continuous melt processing techniques may be used. For example, the materials may be blended and melt processed using a mixer / kneader, a Banbury mixer, a Farrel continuous mixer, a single screw extruder, a twin screw extruder, a roll mill, and the like. A particularly suitable melt processing apparatus is a co-rotating twin-screw extruder (for example, a ZSK-30 extruder available from Werner & Pfleiderer Corporation, Ramsey, NJ or a Thermoelectron Thermo Prism < > USALAB 16 extruder available from Thermo Electron Corp.). Such extruders may include a feed port and an outlet port and provide a high intensity distribution and dispersion mix. For example, the material may be fed to the same or different feed ports of a twin-screw extruder and may be melt blended to form a substantially homogeneous molten mixture. If desired, additives may also be injected into the polymer melt and / or fed separately to the extruder at different points along the length of the extruder. Alternatively, the additive may be pre-blended with a polylactic acid, a polymeric toughening additive, and / or a polyepoxide modification agent.

선택된 특정 가공 기술에 상관없이, 원료는 폴리에폭시드 개질제가 조기에 폴리락트산과 상당한 반응을 진행하지 않도록 하면서 충분한 분산을 보장하기 위해 높은 전단/압력 및 약한 가열하에 블렌딩될 수 있다. 예를 들어, 블렌딩은 전형적으로 폴리락트산의 융점보다 높지만 폴리에폭시드 개질제의 반응을 상당한 정도로 개시하기 위해 사용되는 온도 (예를 들어, 약 230℃)보다 낮은 온도, 예컨대 약 170℃ 내지 약 230℃, 일부 실시양태에서는 약 180℃ 내지 약 220℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 185℃ 내지 약 215℃의 온도에서 발생한다. 또한, 용융 가공 동안의 겉보기 전단 속도는 약 100초-1 내지 약 10,000초-1, 일부 실시양태에서는 약 200초-1 내지 약 5000초-1, 또한 일부 실시양태에서는 약 500초-1 내지 약 1200초-1의 범위일 수 있다. 겉보기 전단 속도는 4Q/πR3에 해당되고, 여기서 Q는 중합체 용융물의 부피 유량 ("m3/s")이고, R은 용융된 중합체가 유동하는 모세관 (예를 들어, 압출기 다이)의 반경 ("m")이다. 물론, 목적하는 균질도를 달성하기 위해 처리율에 반비례하는, 용융 가공 동안의 체류 시간과 같은 다른 변수가 또한 조절될 수 있다.Regardless of the particular processing technique chosen, the feedstock can be blended under high shear / pressure and weak heating to ensure sufficient dispersion while preventing the polyepoxide modification agent from prematurely reacting with the polylactic acid. For example, the blend is typically at a temperature higher than the melting point of the polylactic acid but lower than the temperature used to initiate the reaction of the polyepoxide modification agent to a significant degree (e.g., about 230 ° C), such as from about 170 ° C to about 230 ° C , In some embodiments from about 180 ° C to about 220 ° C, and in some embodiments, from about 185 ° C to about 215 ° C. In addition, the apparent shear rate during melt processing ranges from about 100 sec -1 to about 10,000 sec -1 , in some embodiments from about 200 sec -1 to about 5000 sec -1 , and in some embodiments from about 500 sec -1 to about 500 sec -1 of 1200 seconds -1 it may be a range. The apparent shear rate corresponds to 4Q / πR 3 , where Q is the volume flow rate of the polymer melt ("m 3 / s") and R is the radius of the capillary (eg, extruder die) quot; m "). Of course, other variables, such as residence time during melt processing, which are inversely proportional to the throughput in order to achieve the desired homogeneity, can also be adjusted.

본 발명의 발명자들은, 폴리에폭시드 개질제 (예를 들어, 활성, 분자량 등) 및 특정한 용융 블렌딩 조건의 선택적 조절로 인해, 폴리락트산과의 반응성을 향상시키는 형태가 형성될 수 있음을 발견하였다. 보다 구체적으로, 생성 형태는 연속적 폴리락트산 매트릭스 전체에 걸쳐서 분포된 폴리에폭시드 개질제의 복수 개의 불연속상 도메인을 가질 수 있다. 도메인은 다양한 형상, 예컨대 타원형, 구형, 원통형 등을 가질 수 있다. 그러나, 형상과 상관없이, 개별 도메인의 크기는 블렌딩 후에 폴리락트산과의 후속 반응을 위한 증가한 표면적을 제공하기 위해 작다. 예를 들어, 도메인의 크기 (예를 들어, 길이)는 전형적으로 약 10 내지 약 1000 나노미터, 일부 실시양태에서는 약 20 내지 약 800 나노미터, 일부 실시양태에서는 약 40 내지 약 600 나노미터, 또한 일부 실시양태에서는 약 50 내지 약 400 나노미터의 범위이다. 강인화 첨가제도 폴리락트산 매트릭스 내에서 불연속 도메인을 형성할 수 있다. 형성될 경우에, 이러한 도메인은 전형적으로 폴리에폭시드 도메인보다 크다. 예를 들어, 강인화 첨가제 도메인은 약 0.5 ㎛ 내지 약 30 ㎛, 또한 일부 실시양태에서는 약 1 ㎛ 내지 약 10 ㎛의 치수 (예를 들어, 길이)를 가질 수 있다. 물론, 도메인이 폴리에폭시드, 강인화 첨가제, 및/또는 블렌드의 다른 성분의 조합에 의해 형성될 수도 있음을 알아야 한다.The inventors of the present invention have found that, due to the selective control of polyepoxide modification agents (e.g., activity, molecular weight, etc.) and specific melt blending conditions, forms that enhance reactivity with polylactic acid can be formed. More specifically, the formation forms may have a plurality of discontinuous phase domains of the polyepoxide modification agent distributed throughout the continuous polylactic acid matrix. The domains may have various shapes, such as elliptical, spherical, cylindrical, and the like. However, regardless of shape, the size of the individual domains is small to provide increased surface area for subsequent reaction with the polylactic acid after blending. For example, the size (e.g., length) of a domain typically ranges from about 10 to about 1000 nanometers, in some embodiments from about 20 to about 800 nanometers, in some embodiments from about 40 to about 600 nanometers, And in some embodiments from about 50 to about 400 nanometers. Toughening additives can also form discontinuous domains within the polylactic acid matrix. When formed, these domains are typically larger than the polyepoxide domains. For example, the toughening additive domain may have a dimension (e.g., length) of from about 0.5 microns to about 30 microns, and in some embodiments from about 1 microns to about 10 microns. Of course, it should be understood that the domains may be formed by combinations of polyepoxides, toughening additives, and / or other components of the blend.

열가소성 조성물은, 특정 성질이 출발 중합체와 상이하지만, 그럼에도 불구하고 출발 중합체의 그 외의 다른 성질을 유지할 수도 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물은 일반적으로 가소제를 함유하지 않기 때문에, 조성물의 유리 전이 온도 (Tg)는 전형적으로 폴리락트산의 유리 전이 온도와 동일하다. 즉, 열가소성 조성물은 약 50℃ 내지 약 80℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 55℃ 내지 약 65℃의 Tg를 가질 수 있다. 열가소성 조성물의 융점은 또한 약 150℃ 내지 약 250℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 160℃ 내지 약 220℃의 범위일 수 있다.The thermoplastic composition may differ in specific properties from the starting polymer but may nevertheless maintain other properties of the starting polymer. For example, since the thermoplastic composition generally does not contain a plasticizer, the glass transition temperature (T g ) of the composition is typically equal to the glass transition temperature of the polylactic acid. That is, the thermoplastic composition may have a T g of from about 50 ° C to about 80 ° C, and in some embodiments, from about 55 ° C to about 65 ° C. The melting point of the thermoplastic composition may also range from about 150 ° C to about 250 ° C, and in some embodiments, from about 160 ° C to about 220 ° C.

III. 섬유 형성 III. Fiber formation

다양한 공정이 블렌딩된 열가소성 조성물로부터 다성분 성유를 형성하는 데에 이용될 수 있다. 예를 들어, 조성물은 방사구금을 통해 압출되고, 켄칭된 다음, 섬유 연신 유닛의 수직 통로로 이동한다. 폴리에폭시드 개질제 및 폴리락트산의 반응은 이러한 공정 중에 발생할 수 있거나, 또는 섬유 형성 라인으로 도입되기 전에 발생할 수 있다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 블렌드는 가열될 수 있는 배럴(barrel) (예를 들어, 원통형 배럴) 내에 회전가능하게 고정되고 수용된 스크류를 포함하는 압출기 (예를 들어, 단축 압출기)에 공급될 수 있다. 블렌드는 스크류의 회전에 의해 가해지는 힘에 의해 공급 단부로부터 방출 단부로 하향 이동한다. 이러한 스크류 압출기는 전형적으로 스크류의 길이를 따라 3개의 구역으로 분할된다. 제1 구역은 고체 물질이 스크류에 도입되는 공급 구역이다. 제2 구역은 고체의 용융 대부분이 발생하는 용융 구역이다. 상기 구역 내에서, 스크류는 일반적으로 중합체의 용융을 향상시키기 위해 점점 가늘어지는 직경을 갖는다. 제3 구역은 용융된 물질을 압출을 위해 일정량씩 전달하는 혼합 구역이다. 스크류의 구성은 본 발명에 있어서 특별히 중요하지는 않으며, 당업계에 공지된 바와 같이 임의의 개수 및/또는 배향의 나사 및 채널을 함유할 수 있다.Various processes can be used to form multicomponent oils from blended thermoplastic compositions. For example, the composition is extruded through a spinneret, quenched, and then moved to the vertical path of the fiber drawing unit. The reaction of the polyepoxide modification agent and polylactic acid may occur during this process, or may occur before introduction into the fiber forming line. In one embodiment, for example, the blend may be fed to an extruder (e.g., a single screw extruder) that includes a screw rotatably secured within a barrel (e.g., a cylindrical barrel) . The blend moves downward from the feed end to the discharge end by the force exerted by the rotation of the screw. These screw extruders are typically divided into three zones along the length of the screw. The first zone is the feed zone into which the solid material is introduced into the screw. The second zone is the melting zone where most of the solidification of the solid occurs. Within this zone, the screw generally has a tapered diameter to improve the melting of the polymer. The third zone is a mixing zone that delivers the molten material by a predetermined amount for extrusion. The construction of the screw is not particularly important in the present invention and may include screws and channels of any number and / or orientation as is known in the art.

스크류의 속도는 또한 바람직한 체류 시간, 전단 속도, 용융 가공 온도 등을 달성하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 스크류 속도는 약 50 내지 약 200회 회전/분 ("rpm"), 일부 실시양태에서는 약 70 내지 약 150 rpm, 또한 일부 실시양태에서는 약 80 내지 약 120 rpm의 범위일 수 있다. 이는 폴리락트산을 압출시키기 위해 통상 사용되는 것보다 높고, 폴리에폭시드 개질제의 반응을 개시하는 충분히 높은 온도, 예컨대 약 230℃ 이상의 온도를 초래할 수 있다. 예를 들어, 압출기는 하나의 또는 복수의 대역을 이용할 수 있고, 이들 대역 중 하나 이상이 약 230℃ 내지 약 350℃, 일부 실시양태에서는 약 235℃ 내지 약 300℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 240℃ 내지 약 280℃의 온도에서 작동한다.The speed of the screw may also be selected to achieve a desired residence time, shear rate, melt processing temperature, and the like. For example, the screw speed may range from about 50 to about 200 revolutions per minute ("rpm"), in some embodiments from about 70 to about 150 rpm, and in some embodiments from about 80 to about 120 rpm. Which may be higher than that normally used to extrude the polylactic acid and result in a sufficiently high temperature to initiate the reaction of the polyepoxide modification agent, such as a temperature of at least about 230 [deg.] C. For example, the extruder may utilize one or more bands, wherein at least one of the bands may be between about 230 캜 and about 350 캜, in some embodiments between about 235 캜 and about 300 캜, and in some embodiments, between about 240 Lt; 0 > C to about 280 < 0 > C.

용융 전단 속도, 및 그에 따라 반응이 개시되는 정도는 또한 압출기의 혼합 구역 내의 하나 이상의 분배 및/또는 분산 혼합 요소의 사용을 통해 증가할 수 있다. 단축 압출기에 적합한 분배 혼합기는, 예를 들어 색손(Saxon), 둘마지(Dulmage), 캐비티 트랜스퍼(Cavity Transfer) 혼합기 등을 포함할 수 있다. 또한, 적합한 분산 혼합기는 블리스터 링(Blister ring), 리로이(Leroy)/매독(Maddock), CRD 혼합기 등을 포함할 수 있다. 당업계에 널리 공지된 바와 같이, 혼합은 중합체 용융물의 폴딩(folding) 및 재배향을 초래하는 배럴 내 핀(pin), 예컨대 부스(Buss) 혼련 압출기, 캐비티 트랜스퍼 혼합기, 및 볼텍스 인터메싱 핀 (Vortex Intermeshing Pin; VIP) 혼합기에 사용되는 것들의 사용에 의해 추가로 개선될 수 있다. 선택된 특정 요소에 상관없이, 하나 이상의 혼합 요소의 사용은 목적하는 반응의 개시에 도움이 되는 강력한 용융 전단 속도를 초래할 수 있다. 전형적으로, 용융 가공 동안의 겉보기 전단 속도는 약 100초-1 내지 약 10,000초-1, 일부 실시양태에서는 약 200초-1 내지 약 5000초-1, 또한 일부 실시양태에서는 약 500초-1 내지 약 1200초-1의 범위일 수 있다. 물론, 처리율에 반비례하는 용융 가공 동안의 체류 시간과 같은 다른 변수도 또한 목적하는 반응 정도를 달성하도록 조절될 수 있다.The melt shear rate, and thus the extent to which the reaction is initiated, may also be increased through the use of one or more dispensing and / or dispersing mixing elements within the mixing zone of the extruder. Suitable dispense mixers for single-screw extruders may include, for example, Saxon, Dulmage, Cavity Transfer mixers, and the like. Suitable dispersing mixers may also include blister rings, Leroy / Maddock, CRD mixers, and the like. As is well known in the art, blending can be accomplished using a barrel pin, such as a Buss kneading extruder, a cavity transfer mixer, and a vortex intermeshing pin (Vortex), which results in folding and reorientation of the polymer melt Intermeshing Pin (VIP) mixers can be further improved by the use of those. Regardless of the particular element selected, the use of one or more blend factors can result in a strong melt shear rate that aids in the initiation of the desired reaction. Typically, the apparent shear rate during melt processing ranges from about 100 sec -1 to about 10,000 sec -1 , in some embodiments from about 200 sec -1 to about 5000 sec -1 , and in some embodiments from about 500 sec -1 to It may be in the range of about 1200 seconds -1. Of course, other variables, such as residence time during melt processing that is inversely proportional to the throughput, can also be adjusted to achieve the desired degree of reaction.

압출 다이를 통해 배출된 후에, 용융된 플라스틱은 바람직하게는 수중 펠렛화기 시스템에 공급되고, 여기서 중합체 가닥은 순환하는 냉각수에 의해 냉각 및 고화되고, 그 후에 물 스트림으로 절단된다. 냉각수 및/또는 스트림은 5℃ 내지 약 30℃, 또한 일부 실시양태에서는 약 10℃ 내지 약 25℃의 온도에서 유지될 수 있다. 이론에 구애됨이 없이, 이러한 수중 펠렛화기 시스템은 다이에서 높은 배출 압력 및/또는 온도의 사용을 허용할 수 있으므로, 보다 낮은 점도의 중합체 강인화 첨가제를 보다 더 많이 다이의 외벽으로 강제 인도하여 그것이 배출될 때 바람직한 시쓰 성분을 형성할 수 있는 것으로 생각된다. 배출 압력은, 예를 들어 약 100 파운드/제곱인치 ("psi") 이상, 일부 실시양태에서는 약 300 psi 이상, 또한 일부 실시양태에서는 약 500 psi 이상일 수 있다.After being discharged through the extrusion die, the molten plastic is preferably fed into an underwater pelletizer system, where the polymer strands are cooled and solidified by circulating cooling water, which is then cut into a water stream. The cooling water and / or stream may be maintained at a temperature of from 5 ° C to about 30 ° C, and in some embodiments, from about 10 ° C to about 25 ° C. Without being bound by theory, it is believed that such an underwater pelletizer system may allow the use of higher discharge pressures and / or temperatures in the die, thereby forcing lower viscosity viscosities of the polymeric toughening additive to the outer wall of the die, It is believed that it is possible to form a desirable sheath component when discharged. The discharge pressure may be, for example, greater than about 100 pounds per square inch ("psi"), in some embodiments greater than about 300 psi, and in some embodiments greater than about 500 psi.

수중 펠렛화의 특정 구성은 당업자에게 널리 공지된 바와 같이 다양할 수 있다. 예를 들어, 다양한 적합한 수중 펠렛화 시스템이 미국 특허 3,981,950 및 6,663,372에 개시되어 있으며, 이들 특허는 본원에 참조로 포함된다. 도 7을 참조하면, 예를 들어, 용융된 중합체를 압출 다이 (114)를 통해 물 챔버 (118)에 공급하는 압출기 (112)를 함유하는 수중 펠렛화 시스템 (110)의 한 특정 실시양태가 도시되어 있다. 다이 (114)는 하나 이상의 어댑터 (adaptor; 116)에 의해 압출기 (112)에 커플링되고, 또한 직접적으로 또는 어댑터에 의해 물 챔버 (118)에 커플링된다. 물 챔버 (118)에서, 절단 시스템이 다이 (114)를 통과하는 중합체 가닥을 절단하여 펠렛을 형성한다. 필요에 따라, 절단 시스템은, 예를 들어 절단 어셈블리 (150)가 장착된 구동축 (128)을 구동시키는 모터 (motor; 130)를 포함할 수 있다. 제어기 (134)가 구동축 (128)의 속도를 조정하기 위해 사용될 수 있다. 펠렛은 일단 형성되고 나면, 도관 (120)을 통해 흐르는 물에 의해 건조기 (122)로 운반될 수 있고, 여기서 펠렛이 분리되고, 건조되어, 용기 (124)에 수집될 수 있다. 물은 당업계에 공지된 바와 같이 펌프 (126)에 의해 구동될 수 있다.The particular configuration of underwater pelletization may vary as is well known to those skilled in the art. For example, various suitable underwater pelletizing systems are disclosed in U.S. Patent Nos. 3,981,950 and 6,663,372, which are incorporated herein by reference. 7, one particular embodiment of an underwater pelletizing system 110 that includes an extruder 112 that feeds a molten polymer to a water chamber 118 via an extrusion die 114 is shown in the drawing, . The die 114 is coupled to the extruder 112 by one or more adapters 116 and is also coupled to the water chamber 118 either directly or by an adapter. In the water chamber 118, a cutting system cuts the polymer strands through the die 114 to form pellets. If desired, the cutting system may include a motor 130 for driving the drive shaft 128, for example, on which the cutting assembly 150 is mounted. A controller 134 may be used to adjust the speed of the drive shaft 128. Once formed, the pellets can be conveyed to the dryer 122 by the water flowing through the conduit 120, where the pellets can be separated, dried and collected in the vessel 124. The water may be driven by a pump 126 as is known in the art.

상기에 언급된 높은 압력 및/또는 온도를 달성하기 위해, 수중 펠렛화 시스템 이외의 다른 기술이 또한 본 발명에서 이용될 수 있다. 예를 들어, 임의로 절단판(breaker plate)에 의해 보강된, 압출기 배럴 내의 하나 이상의 스크린 ("스크린 팩")이 이용될 수 있다. 스크린 팩/절단판 어셈블리는 오염물 및 용융되지 않은 고체를 제거하는 것 이외에도, 압력 상승을 보조할 수 있다. 스크린 팩의 구성 (스크린의 개수, 스크린의 구멍 크기 등)을 변경시킴으로써 헤드 압력의 크기를 조절할 수 있다. 스크린 팩은, 예를 들어 2 내지 15개의 스크린, 일부 실시양태에서는 3 내지 10개의 스크린, 또한 일부 실시양태에서는 4 내지 8개의 스크린을 포함할 수 있다. 다수의 스크린이 이용될 경우에, 상류 스크린은 일반적으로 큰 입자만을 수집하는 크기를 갖는 반면에, 후속되는 하류 스크린은 점점 더 작아지는 입자를 수집하는 크기를 갖는다. 다양한 크기의 스크린이 이용될 수 있지만, 팩은 배럴에서 충분히 높은 배압을 초래하는 비교적 작은 크기의 개구부를 갖는 하나 이상의 스크린을 이용하는 것이 전형적으로 바람직하다. 예를 들어, 스크린은 약 100 마이크로미터 이하, 일부 실시양태에서는 약 75 마이크로미터 이하, 또한 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 50 마이크로미터의 평균 너비 (또는 직경)를 갖는 개구부를 함유할 수 있다. 바람직하게는, 팩은 이러한 크기의 개구부를 갖는 다수의 (예를 들어, 3개 이상) 스크린을 이용한다.In order to achieve the above-mentioned high pressures and / or temperatures, other techniques than the underwater pelletizing system may also be used in the present invention. For example, one or more screens ("screen packs") in the extruder barrel, optionally reinforced by a breaker plate, may be used. In addition to removing contaminants and unfused solids, screen packs / cutting plate assemblies can assist in pressure buildup. The size of the head pressure can be adjusted by changing the configuration of the screen pack (the number of screens, the hole size of the screen, etc.). The screen pack may include, for example, 2 to 15 screens, in some embodiments 3 to 10 screens, and in some embodiments, 4 to 8 screens. When multiple screens are used, the upstream screen generally has a size that only collects large particles, while the subsequent downstream screen has a size that collects smaller and smaller particles. Although screens of various sizes may be used, it is typically desirable to use one or more screens with relatively small-sized openings resulting in sufficiently high backpressure in the barrel. For example, the screen may contain openings having an average width (or diameter) of less than about 100 micrometers, in some embodiments less than about 75 micrometers, and in some embodiments, from about 1 to about 50 micrometers. Preferably, the pack uses multiple (e.g., three or more) screens having openings of this size.

이용된 기술에 상관없이, 블렌딩된 열가소성 조성물로부터 형성된 펠렛은 다양한 공지된 기술을 이용하여 섬유로 성형될 수 있다. 도 1을 참조하면, 예를 들어, 섬유를 형성하는 방법의 한 특정 실시양태가 보다 상세히 도시되어 있다. 이러한 특정 실시양태에서, 펠렛은 개질제의 에폭시 관능기와 폴리락트산 사이의 반응을 유도하고, 또한 바람직한 시쓰/코어 구성의 형성을 용이하게 하는 비교적 높은 온도에서 압출된다. 예를 들어, 블렌드는 호퍼 (hopper; 14)로부터 압출기 (12)에 공급된다. 블렌드는 임의의 통상의 기술을 이용하여 호퍼 (14)에 제공될 수 있다. 압출된 조성물은 이어서 중합체 도관 (16)을 통해 방사구금 (18)으로 이동한다. 예를 들어, 방사구금 (18)은 차례대로 하나씩 적층된 복수 개의 플레이트를 갖고 중합체 성분들을 인도하기 위한 유로를 형성하도록 배열된 일정 패턴의 개구부를 갖는 방사팩(spin pack)을 함유하는 하우징을 포함할 수 있다. 방사구금 (18)은 또한 한 줄 이상으로 배열된 개구부를 갖는다. 개구부는 그를 통해 중합체가 압출될 때 하향 압출되는 필라멘트 커튼을 형성한다. 공정 (10)에서는 또한 방사구금 (18)으로부터 연장되는 섬유 커튼에 인접하게 위치한 켄칭 송풍기 (20)가 이용된다. 켄칭 공기 송풍기 (20)로부터의 공기는 방사구금 (18)으로부터 연장되는 섬유를 켄칭시킨다. 켄칭 공기는 도 1에 도시된 같이 섬유 커튼의 한 쪽에서 또는 섬유 커튼의 양쪽에서 전달될 수 있다.Regardless of the technique used, the pellets formed from the blended thermoplastic composition can be formed into fibers using a variety of known techniques. Referring to Figure 1, one particular embodiment of a method of forming fibers, for example, is illustrated in more detail. In this particular embodiment, the pellets are extruded at a relatively high temperature to induce a reaction between the epoxy functionalities of the modifier and the polylactic acid and also to facilitate the formation of the desired sheath / core composition. For example, the blend is fed from the hopper 14 to the extruder 12. The blend may be provided to the hopper 14 using any conventional technique. The extruded composition then travels to the spinneret 18 through the polymer conduit 16. For example, the spinneret 18 includes a housing containing a spin pack having a plurality of plates stacked one after the other and having a pattern of apertures arranged to form a flow path for delivering the polymer components can do. The spinneret 18 also has openings arranged in one or more rows. The openings form filament curtains through which the polymer is extruded downwardly. In the process 10, a quenching blower 20 is also located adjacent to the fiber curtain extending from the spinneret 18. The air from the quenching air blower 20 quenched fibers extending from the spinneret 18. [ The quenching air can be delivered on either side of the fiber curtain as shown in Fig. 1 or on both sides of the fiber curtain.

켄칭 후에, 섬유는 섬유 연신 유닛 (22)의 수직 통로로 이동한다. 중합체의 용융 방사에 사용되는 섬유 연신 유닛 또는 흡인기는 당업계에 널리 공지되어 있다. 본 발명의 공정에 사용하기에 적합한 섬유 연신 유닛은 미국 특허 3,802,817 및 3,423,255에 개시된 유형의 직선형 섬유 흡인기를 포함하고, 이들 특허는 모든 관련된 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 섬유 연신 유닛 (22)은 일반적으로 길쭉한 수직 통로를 포함하는데, 이 통로를 통해 섬유가 통로의 측면으로부터 들어와 통로를 통해 하향 유동하는 흡인 공기에 의해 연신된다. 가열기 또는 송풍기 (24)가 흡인 공기를 섬유 연신 유닛 (22)에 공급한다. 흡인 공기는 섬유 및 주위 공기를 섬유 연신 유닛 (22)을 통해 이동시킨다. 기체의 유동은 섬유를 연신시키거나 가늘게 만들어서 섬유를 형성하는 중합체의 분자 배향 또는 결정도를 증가시킨다. 섬유는 섬유 연신 유닛 (22)의 배출구를 통과해 고데롤 (godet roll; 42) 상에 퇴적된다. 본 발명의 섬유의 고 강도 때문에, 높은 연신비가 본 발명에서 이용될 수 있다. 연신비는 연신 후 섬유의 선속도 (예를 들어, 고데롤 (42) 또는 유공성 표면 (도시되지 않았음)의 선속도)를 압출 후 섬유의 선속도로 나눈 것이다. 예를 들어, 특정 실시양태에서 연신비는 하기와 같이 계산할 수 있다:After quenching, the fibers move to the vertical path of the fiber elongating unit 22. [ Fiber elongation units or aspirators used for melt spinning of polymers are well known in the art. Suitable fiber drawing units suitable for use in the process of the present invention include linear fiber aspirators of the type disclosed in U.S. Patent Nos. 3,802,817 and 3,423,255, which patents are incorporated herein by reference in their entireties for all related purposes. The fiber elongating unit 22 generally includes elongated vertical passageways through which fibers are drawn by suction air entering from the side of the passageway and flowing downwardly through the passageway. A heater or blower (24) supplies the drawn air to the fiber drawing unit (22). The suction air moves the fibers and the surrounding air through the fiber stretching unit 22. The flow of gas causes the fibers to stretch or thin to increase the molecular orientation or crystallinity of the polymer that forms the fibers. The fibers are deposited on a godet roll (42) through the outlet of the fiber drawing unit (22). Due to the high strength of the fibers of the present invention, a high stretch ratio can be used in the present invention. The stretching ratio is the linear velocity of the fiber after stretching (e.g., linear velocity of the core roll 42 or porosity surface (not shown)) divided by the linear velocity of the fiber after extrusion. For example, in certain embodiments, the stretch ratio may be calculated as follows:

연신비 = A/BStretching ratio = A / B

여기서,here,

A는 연신 후 섬유의 선속도 (예를 들어, 고데 속도)로서, 직접 측정되고;A is directly measured as the linear velocity of the fiber after stretching (e. G., The cord speed);

B는 압출된 섬유의 선속도로서, 하기와 같이 계산할 수 있다: B is the linear velocity of the extruded fiber and can be calculated as follows:

압출기 섬유 선속도 = C/(25*π*D*E2)Extruder fiber linear velocity = C / (25 *? * D * E 2 )

여기서,here,

C는 하나의 구멍을 통해 달성된 처리량 (g/분)이고;C is the throughput (g / min) achieved through one hole;

D는 중합체의 용융 밀도 (g/cm3)이고;D is the melt density (g / cm < 3 >) of the polymer;

E는 섬유가 압출된 오리피스의 직경 (cm)이다.E is the diameter (cm) of the orifice through which the fibers are extruded.

본 발명의 특정 실시양태에서, 연신비는 약 200:1 내지 약 7500:1, 일부 실시양태에서는 약 500:1 내지 약 6500:1, 또한 일부 실시양태에서는 약 1000:1 내지 약 6000:1일 수 있다.In certain embodiments of the invention, the stretch ratio may range from about 200: 1 to about 7500: 1, in some embodiments from about 500: 1 to about 6500: 1, and in some embodiments from about 1000: 1 to about 6000: have.

필요에 따라, 고데롤 (42) 상에 수집된 섬유를 당업자가 이해하고 있는 바와 같이, 추가의 인라인(in line) 가공 및/또는 전환 단계 (도시되지 않았음)에 임의로 적용할 수 있다. 예를 들어, 수집된 섬유를 그의 연화 온도보다 낮은 온도에서 목적하는 직경까지 "저온 연신"시킨 후에, 권축, 텍스춰라이징(texturizing) 및/또는 목적하는 섬유 길이로의 섬유 절단에 의해 스테이플(staple) 섬유가 형성될 수 있다. 스테이플 섬유는, 예를 들어 약 3 내지 약 80 밀리미터, 일부 실시양태에서는 약 4 내지 약 65 밀리미터, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 50 밀리미터 범위의 길이를 가질 수 있다. 그 후에, 스테이플 섬유는 당업계에 공지된 바와 같이 부직 웹, 예컨대 본디드 카디드 웹, 통기 본디드 웹 등으로 혼입될 수 있다. 섬유는 또한 유공성 표면 상에 퇴적되어 부직 웹을 형성할 수 있다.If desired, the fibers collected on the cord rolls 42 may optionally be applied to additional in-line processing and / or conversion steps (not shown), as will be understood by those skilled in the art. For example, after the collected fibers are "low temperature stretched" to a desired diameter at a temperature below their softening temperature, they are stapled by crimping, texturizing and / Fibers can be formed. The staple fibers may have a length in the range of, for example, from about 3 to about 80 millimeters, in some embodiments from about 4 to about 65 millimeters, and in some embodiments from about 5 to about 50 millimeters. Thereafter, the staple fibers may be incorporated into a nonwoven web such as a bonded carded web, a vented bonded web, etc., as is known in the art. The fibers may also be deposited on a porosity surface to form a nonwoven web.

이용된 특정 기술에 상관없이, 본 발명의 발명자들은 블렌딩된 열가소성 조성물을 섬유 연신에 적용하는 것이 주로 폴리락트산으로부터 형성된 코어 성분 및 주로 중합체 강인화 첨가제로부터 형성된 시쓰 성분을 함유하는 다성분 섬유의 형성을 초래함을 발견하였다. 그러나, 코어 성분 및/또는 시쓰 성분은 또한 다른 성분도 함유할 수 있다. 예를 들어, 코어 성분은 전형적으로 폴리에폭시드 개질제를 함유한다. 추가로, 최초 열가소성 조성물로부터의 중합체 강인화 첨가제 일부가 또한 코어 성분 내에 잔류할 수 있다. 도 6을 참조하면, 본 발명에 따라 제조된 섬유 (200)의 한 특정 실시양태가 보다 상세히 도시되어 있다. 도해된 바와 같이, 섬유는 중합체 강인화 첨가제를 함유하는 시쓰 성분 (302)에 의해 둘러싸인, 폴리락트산을 함유하는 코어 성분 (202)을 포함한다. 본원에서는 2성분 섬유로서 도시되었지만, 다성분 섬유가 또한 다른 성분도 함유할 수 있음을 알아야 한다. 코어 성분 (202) 및 시쓰 성분 (302)은 섬유의 단면 전체에 걸쳐서 구분되는 구역으로 배열된다. 이러한 실시양태에서, 코어 성분 (202)은 시쓰 성분 (302)과 실질적으로 동심성인 것으로 보인다. 그러나, 코어 및 시쓰가 다양한 다른 배열로도 배치될 수 있음을 알아야 한다. 예를 들어, 코어 성분 (202) 및 시쓰 성분 (302)은 또한 이심성 배열로 배치될 수도 있다.Regardless of the particular technique employed, the inventors of the present invention have found that the application of the blended thermoplastic composition to fiber stretching results in the formation of multicomponent fibers containing a core component formed primarily from polylactic acid and a sheath component formed predominantly from polymeric tanning additives . However, the core component and / or the sheath component may also contain other ingredients. For example, the core component typically contains a polyepoxide modification agent. Additionally, some of the polymer toughening additive from the original thermoplastic composition may also remain in the core component. Referring to FIG. 6, one particular embodiment of a fabric 200 made in accordance with the present invention is shown in greater detail. As illustrated, the fiber comprises a core component 202 containing polylactic acid surrounded by a sheath component 302 containing a polymeric toughening additive. Although illustrated herein as bicomponent fibers, it should be understood that multicomponent fibers may also contain other ingredients. The core component 202 and the sheath component 302 are arranged in sections that are separated across the cross section of the fibers. In such an embodiment, the core component 202 appears to be substantially concentric with the sheath component 302. It should be understood, however, that the core and sheath can also be arranged in various other arrangements. For example, the core component 202 and the sheath component 302 may also be arranged in an eccentric arrangement.

본 발명의 발명자들은 또한 섬유 연신이 반응한 불연속 도메인의 축 치수를 상당히 증가시켜, 이들 도메인이 일반적으로 직선형의 길쭉한 형상을 가짐을 발견하였다. 길쭉한 형상의 도메인은 섬유 연신 전 도메인의 축 치수보다 약 10% 이상, 일부 실시양태에서는 약 50% 내지 약 1000%, 또한 일부 실시양태에서는 약 100% 내지 약 500% 더 큰 축 치수를 가질 수 있다. 섬유 연신 후의 축 치수는, 예를 들어 약 10 ㎛ 내지 약 300 ㎛, 일부 실시양태에서는 약 40 ㎛ 내지 약 250 ㎛, 또한 일부 실시양태에서는 약 50 ㎛ 내지 약 200 ㎛의 범위일 수 있다. 도메인은 또한 비교적 얇고, 따라서 축 치수에 대하여 수직 방향으로 작은 치수 (즉, 단면 치수)를 가질 수 있다. 예를 들어, 단면 치수는 약 0.02 내지 약 75 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 0.1 내지 약 40 마이크로미터, 또한 일부 실시양태에서는 0.4 내지 약 20 마이크로미터의 길이를 가질 수 있다. 이는 약 3 내지 약 200, 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 100, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 50의 도메인 종횡비 (축 치수 대 단면 치수의 비율)를 초래할 수 있다.The inventors of the present invention have also found that the axial dimension of the discontinuous domains to which the fiber stretch reacts significantly increases, and that these domains generally have a straight, elongated shape. The elongated domain may have an axial dimension that is greater than about 10%, in some embodiments from about 50% to about 1000%, and in some embodiments, from about 100% to about 500% greater than the axial dimension of the pre-fiber stretch domain . The axial dimensions after fiber elongation may range, for example, from about 10 microns to about 300 microns, in some embodiments from about 40 microns to about 250 microns, and in some embodiments from about 50 microns to about 200 microns. The domain is also relatively thin, and thus may have a small dimension (i.e., cross-sectional dimension) in a direction perpendicular to the axial dimension. For example, the cross-sectional dimension may have a length of from about 0.02 to about 75 micrometers, in some embodiments from about 0.1 to about 40 micrometers, and in some embodiments from 0.4 to about 20 micrometers. This can result in a domain aspect ratio (ratio of axial dimension to cross sectional dimension) of from about 3 to about 200, in some embodiments from about 5 to about 100, and in some embodiments from about 5 to about 50.

이러한 길쭉한 형상의 도메인의 존재는 열가소성 조성물이 섬유 연신 동안에 부여된 에너지를 흡수하는 능력의 지표이다. 이러한 방식으로, 조성물은 순수한 폴리락트산만큼 취약하지 않으므로, 변형력이 적용되면 파괴되기 보다는 이완될 수 있다. 변형력하에서 이완됨으로써, 중합체는 섬유가 상당히 연신된 후에도, 계속해서 하중 지지 부재로서 기능할 수 있다. 이와 관련해서, 본 발명의 섬유는 개선된 "피크 연신율" 성질, 즉 섬유의 피크 하중에서의 연신율 (%)을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 섬유는 약 25% 이상, 일부 실시양태에서는 약 30% 이상, 일부 실시양태에서는 약 40% 내지 약 350%, 또한 일부 실시양태에서는 약 50% 내지 약 250%의 피크 연신율을 나타낼 수 있다. 이러한 연신율은 다양한 평균 직경, 예컨대 약 0.1 내지 약 50 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 1 내지 약 40 마이크로미터, 일부 실시양태에서는 약 2 내지 약 25 마이크로미터, 또한 일부 실시양태에서는 약 5 내지 약 15 마이크로미터 범위의 평균 직경을 갖는 섬유에서 달성될 수 있다.The presence of such elongated domains is an indication of the ability of the thermoplastic composition to absorb the energy imparted during fiber stretching. In this way, the composition is not as vulnerable as pure polylactic acid, so it can be relaxed rather than destroyed if strain is applied. By relaxing under strain, the polymer can continue to function as a load bearing member even after the fibers have been significantly stretched. In this regard, the fibers of the present invention may exhibit improved "peak elongation" properties, i.e. elongation (%) at peak load of the fibers. For example, fibers of the present invention may have a peak elongation of at least about 25%, in some embodiments at least about 30%, in some embodiments from about 40% to about 350%, and in some embodiments from about 50% to about 250% Lt; / RTI > Such elongation may vary from about 0.1 to about 50 micrometers, in some embodiments from about 1 to about 40 micrometers, in some embodiments from about 2 to about 25 micrometers, and in some embodiments from about 5 to about 15 micrometers, Can be achieved with fibers having an average diameter in the micrometer range.

본 발명의 섬유는 변형력하에서 연장되는 능력을 가짐과 동시에, 또한 강도도 상대적으로 유지할 수 있다. 본 발명의 섬유의 상대 강도의 지표인 한 파라미터는 단위 선밀도에 대한 힘으로서 표시되는 섬유의 인장 강도를 나타내는 "강인성"이다. 예를 들어, 본 발명의 섬유는 약 0.75 내지 약 6.0 그램중 ("gf")/데니어, 일부 실시양태에서는 약 1.0 내지 약 4.5 gf/데니어, 또한 일부 실시양태에서는 약 1.5 내지 약 4.0 gf/데니어의 강인성을 가질 수 있다. 섬유의 데니어는 목적하는 응용분야에 따라 달라질 수 있다. 전형적으로, 섬유는 약 6 미만, 일부 실시양태에서는 약 3 미만, 또한 일부 실시양태에서는 약 0.5 내지 약 3의 필라멘트 당 데니어 (즉, 9000 미터의 섬유 당 질량 (g)에 해당되는 선밀도 단위)를 갖도록 형성된다.The fibers of the present invention have the ability to extend under strain and at the same time maintain relative strength. One parameter that is indicative of the relative strength of the fibers of the present invention is "toughness" which is indicative of the tensile strength of the fibers as a force on the unit linear density. For example, the fibers of the present invention may comprise from about 0.75 to about 6.0 grams ("g f ") / denier, in some embodiments from about 1.0 to about 4.5 g f / denier, and in some embodiments from about 1.5 to about 4.0 g f / denier. The denier of the fiber can vary depending on the application field desired. Typically, the fibers have a denier per filament of about less than about 6, in some embodiments less than about 3, and in some embodiments from about 0.5 to about 3 (i.e., a linear density unit corresponding to a mass per gram of fiber (g) of 9000 meters) .

필요에 따라, 본 발명의 섬유는 또한, 섬유를 (임의로 진공을 이용하여) 형성 표면 상에 랜덤하게 퇴적시키고, 이어서 생성된 웹을 임의의 공지된 기술을 이용하여 결합시킴으로써 응집성 웹 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 무한 유공성 형성 표면이 섬유 연신 유닛 아래에 배치되어 배출구로부터 섬유를 수용할 수 있다. 진공은 형성 표면 아래에 배치되어 섬유를 연신시키고 비결합 부직 웹을 합칠 수 있다. 일단 부직 웹이 형성되고 나면, 임의의 통상의 기술을 이용하여, 예컨대 접착제를 이용하거나 자가적으로 (예를 들어, 도포된 외래 접착제 없이 섬유의 융합 및/또는 자가-접합에 의해) 결합될 수 있다. 예를 들어, 자가적 결합은, 섬유가 반-용융되었거나 점착성인 동안에 이들을 접촉시키거나, 또는 단순히 점착성인 수지 및/또는 용매를, 섬유를 형성하는 데에 사용된 폴리락트산(들)과 블렌딩함으로써 달성될 수 있다. 적합한 자가적 결합 기술은 초음파 결합, 열 결합, 통기 결합, 캘린더(calendar) 결합 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 웹이 가열된 활면 앤빌롤(anvil roll)과 가열된 패턴롤 사이를 통과하는 열-기계적 공정에 의해 웹은 추가로 결합되거나 일정 패턴으로 엠보싱 가공될 수 있다. 패턴롤은 바람직한 웹 성질 또는 외관을 제공하는 임의의 융기된 패턴을 가질 수 있다. 바람직하게는, 패턴롤은 롤의 총 면적의 약 2% 내지 30%의 결합 면적을 한정하는 다수의 결합 위치를 한정하는 융기된 패턴을 한정한다. 결합 패턴의 예는, 예를 들어 미국 특허 3,855,046 (Hansen et al .), 미국 특허 5,620,779 (Levy et al .), 미국 특허 5,962,112 (Haynes et al .), 미국 특허 6,093,665 (Sayovitz et al .), 및 미국 의장 특허 428,267 (Romano et al .); 390,708 (Brown); 418,305 (Zander , et al .); 384,508 (Zander , et al .); 384,819 (Zander , et al .); 358,035 (Zander , et al .); 및 315,990 (Blenke , et al .)에 개시된 것들을 포함하고, 이들 특허는 모두 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 롤 사이의 압력은 약 5 내지 약 2000 파운드/직선 인치일 수 있다. 롤 사이의 압력 및 롤의 온도는 바람직한 웹 성질 또는 외관을 달성함과 동시에, 천과 같은 성질을 유지하도록 균형을 맞춘다. 당업자에게 널리 공지된 바와 같이, 요구되는 온도 및 압력은 패턴 결합 면적, 중합체 성질, 섬유 성질 및 부직물 성질을 포함하나, 이들로 제한되지는 않는 다수의 인자에 따라 달라질 수 있다.Optionally, the fibers of the present invention may also be formed into a coherent web structure by randomly depositing fibers (optionally using a vacuum) on the forming surface, and then joining the resulting web using any known technique . For example, an infinite porosity-forming surface may be disposed below the fiber drawing unit to receive fibers from the outlet. Vacuum can be placed below the forming surface to stretch the fibers and combine unbonded nonwoven webs. Once the nonwoven web is formed, it can be bonded using any conventional technique, for example, using an adhesive or self-adhesive (e.g., by fusion and / or self-bonding of fibers without applied extraneous adhesive) have. For example, self-bonding can be achieved by contacting the fibers while the fibers are semi-molten or tacky, or by simply blending the tacky resin and / or solvent with the polylactic acid (s) used to form the fibers Can be achieved. Suitable self-assembly techniques may include ultrasonic bonding, thermal bonding, venting bonding, calendar bonding, and the like. For example, the web may be further combined or embossed in a certain pattern by a thermo-mechanical process in which the web passes between a heated anvil roll and a heated pattern roll. The pattern roll may have any raised pattern that provides the desired web properties or appearance. Preferably, the pattern roll defines a raised pattern defining a plurality of engagement positions defining a bond area of about 2% to 30% of the total area of the roll. Examples of binding patterns are described, for example, in U.S. Patent 3,855,046 ( Hansen meat al . ), U.S. Patent 5,620,779 ( Levy meat al . ), United States Patent 5,962,112 ( Haynes meat al . ), U.S. Patent 6,093,665 ( Sayovitz meat al . ), And US Patent 428,267 ( Romano meat al . ); 390,708 ( Brown ); 418 , 305 ( Zander , et al . ); 384 , 508 ( Zander , et al . ); 384 , 819 ( Zander , et al . ); 358,035 ( Zander , et al . ); And 315,990 ( Blenke , et al . , All of which are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes. The pressure between the rolls can be from about 5 to about 2000 pounds per linear inch. The pressure between the rolls and the temperature of the rolls are balanced to achieve a desirable web property or appearance while maintaining a cloth-like property. As is well known to those skilled in the art, the required temperature and pressure may vary depending upon a number of factors including, but not limited to, pattern engagement area, polymer properties, fiber properties and nonwoven properties.

스펀본드 웹 이외에도, 다양한 다른 부직 웹, 예컨대 멜트블로운 웹, 본디드 카디드 웹, 웨트-레이드 웹, 에어레이드 웹, 코폼 웹, 수력 얽힘 웹 등이 또한 본 발명에 따른 열가소성 조성물로부터 형성될 수 있다. 예를 들어, 열가소성 조성물은 다수의 미세한 다이 모세관을 통해 수렴성 고속 기체 (예를 들어, 공기) 스트림으로 압출될 수 있고, 이 기체 스트림이 섬유를 가늘게 만들어 그의 직경을 감소시킨다. 이어서, 멜트블로운 섬유는 고속 기체 스트림에 의해 운반되고 수집 표면 상에 퇴적되어 랜덤하게 분산된 멜트블로운 섬유의 웹을 형성한다. 별법으로, 열가소성 조성물로부터 형성된 섬유 뭉치를 섬유들을 분리시키는 피커(picker)에 넣음으로써 중합체를 카디드 웹으로 형성할 수 있다. 그 후에, 섬유는 종방향-배향된 섬유상 부직 웹을 형성하기 위해 섬유를 추가로 분리하여 종방향으로 정렬시키는 코밍(combing) 또는 카딩 유닛을 통해 이송된다. 부직 웹이 형성되고 나면, 부직 웹을 전형적으로 하나 이상의 공지된 결합 기술에 의해 안정화시킨다.In addition to the spunbond webs, a variety of other nonwoven webs may also be formed from the thermoplastic compositions according to the present invention, such as meltblown webs, bonded carded webs, wet-laid webs, airlaid webs, have. For example, the thermoplastic composition can be extruded through a number of fine-grained capillaries into an astringent high velocity gas (e.g., air) stream, which reduces the diameter of the fibers by making them thin. The meltblown fibers are then carried by a high velocity gas stream and deposited on a collecting surface to form a web of randomly dispersed meltblown fibers. Alternatively, the polymer can be formed into a carded web by placing a bundle of fibers formed from the thermoplastic composition into a picker that separates the fibers. The fibers are then transported through a combing or carding unit which further longitudinally separates and longitudinally aligns the fibers to form a longitudinally oriented fibrous nonwoven web. Once the nonwoven web is formed, the nonwoven web is typically stabilized by one or more known bonding techniques.

필요에 따라, 부직 웹은 또한 열가소성 조성물 섬유와 다른 유형의 섬유 (예를 들어, 스테이플 섬유, 필라멘트 등)의 조합을 함유하는 복합재일 수도 있다. 예를 들어, 추가 합성 섬유, 예컨대 폴리올레핀, 예를 들어 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리부틸렌 등; 폴리테트라플루오로에틸렌; 폴리에스테르, 예를 들어 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등; 폴리비닐 아세테이트; 폴리비닐 클로라이드 아세테이트; 폴리비닐 부티랄; 아크릴 수지, 예를 들어 폴리아크릴레이트, 폴리메틸아크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등; 폴리아미드, 예를 들어 나일론; 폴리비닐 클로라이드; 폴리비닐리덴 클로라이드; 폴리스티렌; 폴리비닐 알콜; 폴리우레탄; 폴리락트산 등으로부터 형성된 것들이 사용될 수 있다. 필요에 따라, 생분해성 중합체, 예컨대 폴리(글리콜산) (PGA), 폴리(락트산) (PLA), 폴리(β-말산) (PMLA), 폴리(ε-카프로락톤) (PCL), 폴리(ρ-디옥사논) (PDS), 폴리(부틸렌 숙시네이트) (PBS), 및 폴리(3-히드록시부티레이트) (PHB)가 또한 사용될 수 있다. 공지된 합성 섬유의 일부 예는 미국 노쓰캐롤라이나주 샬롯테에 소재하는 코사 인크.(KoSa Inc.)로부터 T-255 및 T-256 (폴리올레핀 시쓰 사용), 또는 T-254 (저온 용융 코-폴리에스테르 시쓰를 가짐)라는 상품명으로 시판되는 시쓰-코어형 2성분 섬유를 포함한다. 사용가능한 또 다른 공지된 2성분 섬유는 일본 모리야마에 소재하는 치소 코포레이션(Chisso Corporation) 또는 미국 델라웨어주 윌밍톤에 소재하는 파이버비젼스 엘엘씨(Fibervisions LLC)로부터 시판되는 것들을 포함한다. 폴리락트산 스테이플 섬유, 예컨대 타이완에 소재하는 파르 이스턴 텍스타일, 리미티드(Far Eastern Textile, Ltd.)로부터 시판되는 것들이 또한 사용될 수 있다.If desired, the nonwoven web may also be a composite comprising a combination of thermoplastic composition fibers and other types of fibers (e.g., staple fibers, filaments, etc.). For example, additional synthetic fibers such as polyolefins such as polyethylene, polypropylene, polybutylene and the like; Polytetrafluoroethylene; Polyesters such as polyethylene terephthalate; Polyvinyl acetate; Polyvinyl chloride acetate; Polyvinyl butyral; Acrylic resins such as polyacrylate, polymethyl acrylate, polymethyl methacrylate and the like; Polyamides such as nylon; Polyvinyl chloride; Polyvinylidene chloride; polystyrene; Polyvinyl alcohol; Polyurethane; Polylactic acid and the like can be used. If desired, a biodegradable polymer such as poly (glycolic acid) (PGA), poly (lactic acid) (PLA), poly (beta -malic acid) (PMLA), poly (epsilon -caprolactone) -Dioxanone) (PDS), poly (butylene succinate) (PBS), and poly (3-hydroxybutyrate) (PHB) may also be used. Some examples of known synthetic fibers are T-255 and T-256 (using polyolefin sheath) or T-254 (low temperature molten co-polyester from KoSa Inc., Charlotte, North Carolina) Core-type bicomponent fiber sold under the trade name of < RTI ID = 0.0 > Other known binary bicomponent fibers that may be used include those available from Chisso Corporation, Moriyama, Japan, or from Fibervisions LLC, Wilmington, Del., USA. Polylactic acid staple fibers, such as those available from Far Eastern Textile, Ltd. of Taiwan, may also be used.

복합재는 또한 펄프 섬유, 예컨대 고-평균 섬유 길이 펄프, 저-평균 섬유 길이 펄프, 또는 이들의 혼합물을 함유할 수 있다. 적합한 고-평균 길이 플러프 펄프 섬유의 한 예는 연질목 크라프트 펄프 섬유를 포함한다. 연질목 크라프트 펄프 섬유는 침엽수로부터 유래되고, 비제한적으로 미국 삼나무, 미국 측백나무, 헴록(hemlock), 더글라스퍼(Douglas fir), 참전나무, 소나무 (예를 들어, 남부 소나무), 가문비나무 (예를 들어, 검은 가문비나무), 대나무, 이들의 조합 등을 포함하는 북부, 서부 및 남부 연질목 종과 같은 펄프 섬유를 포함한다. 북부 연질목 크라프트 펄프 섬유가 본 발명에서 사용될 수 있다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 시판되는 남부 연질목 크라프트 펄프 섬유의 한 예는 미국 워싱턴주 페더럴 웨이에 사업장이 있는 웨이어하오이저 캄파니(Weyerhaeuser Company)로부터 "NF-405"라는 상표명으로 시판되는 것들을 포함한다. 본 발명에서 사용하기에 적합한 또 다른 펄프는 미국 사우쓰캐롤라이나주 그린빌에 사업장이 있는 보워터 코포레이션(Bowater Corp.)으로부터 쿠스업소브 에스(CoosAbsorb S) 펄프라는 상표명으로 시판되는, 주로 연질목 섬유를 함유하는 황산염 표백 목재 펄프이다. 저-평균 길이 섬유가 또한 본 발명에서 사용될 수 있다. 적합한 저-평균 길이 펄프 섬유의 한 예는 경질목 크라프트 펄프 섬유이다. 경질목 크라프트 펄프 섬유는 낙엽수로부터 유래되고, 비제한적으로 유칼립투스, 단풍나무, 자작나무, 사시나무 등과 같은 펄프 섬유를 포함한다. 유칼립투스 크라프트 펄프 섬유가 유연성을 증가시키고, 명도를 향상시키고, 불투명도를 증가시키고, 또한 시트의 세공 구조를 그의 위킹(wicking) 능력이 증가하도록 변화시키는 데에 있어서 특히 바람직할 수 있다. 대나무 또는 면 섬유가 또한 사용될 수 있다.The composite may also contain pulp fibers, such as high-average fiber length pulp, low-average fiber length pulp, or mixtures thereof. One example of a suitable high-average length fluff pulp fiber comprises softwood kraft pulp fibers. Softwood kraft pulp fibers are derived from coniferous woods and include, but are not limited to, American cedar, American cedar, hemlock, Douglas fir, vetch, pine (e.g., Southern pine), spruce For example, black spruce, bamboo, combinations of these, and the like. Northern softwood kraft pulp fibers may be used in the present invention. One example of commercially available southern softwood kraft pulp fibers suitable for use in the present invention are those sold under the trade name "NF-405 " by the Weyerhaeuser Company, which is located in Federal Way, Wash. . Another pulp suitable for use in the present invention is a pulp which is commercially available from Bowater Corp., located in Greenville, South Carolina, under the tradename CoosAbsorb S pulp, It is a sulphate bleached wood pulp. Low-average length fibers can also be used in the present invention. One example of suitable low-average-length pulp fibers is hardwood kraft pulp fibers. Hardwood kraft pulp fibers are derived from deciduous trees and include, but are not limited to, pulp fibers such as eucalyptus, maple, birch, aspen and the like. Eucalyptus kraft pulp fibers can be particularly desirable in increasing flexibility, increasing lightness, increasing opacity, and also changing the pore structure of the sheet to increase its wicking ability. Bamboo or cotton fibers can also be used.

부직 복합재는 다양한 공지된 기술을 이용하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 부직 복합재는 열가소성 조성물 섬유와 흡수성 물질의 혼합물 또는 안정화된 매트릭스를 함유하는 "코폼 물질"일 수 있다. 예를 들어, 하나 이상의 멜트블로운 다이 헤드가 슈트(chute) 근처에 배열되어 있고 이를 통해 웹이 형성되는 동안에 흡수성 물질이 웹에 첨가되는 공정에 의해 코폼 물질이 제조될 수 있다. 이러한 흡수성 물질은 펄프 섬유, 초흡수성 입자, 무기 및/또는 유기 흡수성 물질, 처리된 중합체 스테이플 섬유 등을 포함할 수 있으나, 이들로 제한되지는 않는다. 흡수성 물질의 상대 백분율은 부직 복합재의 목적하는 특징에 따라 넓은 범위에 걸쳐 달라질 수 있다. 예를 들어, 부직 복합재는 약 1 중량% 내지 약 60 중량%, 일부 실시양태에서는 5 중량% 내지 약 50 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 10 중량% 내지 약 40 중량%의 열가소성 조성물 섬유를 함유할 수 있다. 부직 복합재는 또한 약 40 중량% 내지 약 99 중량%, 일부 실시양태에서는 50 중량% 내지 약 95 중량%, 또한 일부 실시양태에서는 약 60 중량% 내지 약 90 중량%의 흡수성 물질을 함유할 수 있다. 이러한 코폼 물질의 일부 예는 미국 특허 4,100,324 (Anderson , et al.); 5,284,703 (Everhart , et al .); 및 5,350,624 (Georger , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.Nonwoven composites can be formed using a variety of known techniques. For example, the nonwoven composite can be a "coform material" containing a mixture of thermoplastic composition fibers and an absorbent material or a stabilized matrix. For example, a coform material can be produced by a process in which one or more meltblown die heads are arranged near a chute, through which a water absorbent material is added to the web while the web is being formed. Such absorbent materials may include, but are not limited to, pulp fibers, superabsorbent particles, inorganic and / or organic absorbent materials, treated polymeric staple fibers, and the like. The relative percentages of absorbent material can vary over a wide range depending on the desired characteristics of the nonwoven composite. For example, the nonwoven composite may comprise from about 1 wt% to about 60 wt%, in some embodiments from 5 wt% to about 50 wt%, and in some embodiments from about 10 wt% to about 40 wt% of thermoplastic composition fibers can do. The nonwoven composite material may also contain from about 40 wt% to about 99 wt%, in some embodiments from 50 wt% to about 95 wt%, and in some embodiments from about 60 wt% to about 90 wt% of the absorbent material. Some examples of such coform materials are disclosed in U.S. Patent 4,100,324 ( Anderson , et al. ); 5,284,703 (Everhart, et al . ); And 5,350 , 624 ( Georger , et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes.

하나 이상의 층이 열가소성 조성물로부터 형성된 부직 라미네이트가 또한 본 발명에서 형성될 수 있다. 예를 들어, 부직 웹의 한 층은 열가소성 조성물을 함유하는 스펀본드일 수 있는 반면에, 부직 웹의 또 다른 층은 열가소성 조성물, 다른 생분해성 중합체(들) 및/또는 임의의 다른 중합체 (예를 들어, 폴리올레핀)를 함유한다. 한 실시양태에서, 부직 라미네이트는 2개의 스펀본드 층 사이에 위치하는 멜트블로운 층을 함유함으로써 스펀본드/멜트블로운/스펀본드 ("SMS") 라미네이트를 형성한다. 필요에 따라, 스펀본드 층(들)은 열가소성 조성물로부터 형성될 수 있다. 멜트블로운 층은 열가소성 조성물, 다른 생분해성 중합체(들) 및/또는 임의의 다른 중합체 (예를 들어, 폴리올레핀)로부터 형성될 수 있다. SMS 라미네이트를 형성하는 다양한 기술이 미국 특허 4,041,203 (Brock et al .); 5,213,881 (Timmons, et al .); 5,464,688 (Timmons , et al .); 4,374,888 (Bornslaeger); 5,169,706 (Collier , et al .); 및 4,766,029 (Brock et al .) 뿐만 아니라, 미국 특허 출원 공보 2004/0002273 (Fitting , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허 및 공보는 모두 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다. 물론, 부직 라미네이트는 스펀본드/멜트블로운/멜트블로운/스펀본드 라미네이트 ("SMMS"), 스펀본드/멜트블로운 라미네이트("SM") 등과 같이, 다른 구성을 가질 수 있고 임의의 바람직한 개수의 멜트블로운 및 스펀본드 층을 가질 수 있다. 부직 라미네이트의 기초 중량은 목적하는 응용분야에 맞게 조정될 수 있지만, 기초 중량은 일반적으로 약 10 내지 약 300 그램/제곱미터 ("gsm"), 일부 실시양태에서는 약 25 내지 약 200 gsm, 또한 일부 실시양태에서는 약 40 내지 약 150 gsm의 범위이다.Non-woven laminates in which one or more layers are formed from a thermoplastic composition may also be formed in the present invention. For example, one layer of a nonwoven web may be a spunbond containing a thermoplastic composition, while another layer of a nonwoven web may comprise a thermoplastic composition, another biodegradable polymer (s), and / or any other polymer For example, polyolefin). In one embodiment, the nonwoven laminate forms a spunbond / meltblown / spunbond ("SMS") laminate by containing a meltblown layer positioned between the two spunbond layers. If desired, the spunbond layer (s) can be formed from a thermoplastic composition. The meltblown layer may be formed from a thermoplastic composition, other biodegradable polymer (s) and / or any other polymer (e. G., A polyolefin). Various techniques for forming SMS laminates are described in U.S. Patent 4,041,203 ( Brock meat al . ); 5,213,881 ( Timmons, et al . ); 5,464,688 (Timmons, et al . ); 4,374,888 ( Bornslaeger ); No. 5,169,706 ( Collier , et al . ); And 4,766,029 ( Brock meat al . ), As well as in U.S. Patent Application Publication 2004/0002273 ( Fitting , et al . , Both of which patents and publications are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes. Of course, the nonwoven laminates may have other configurations, such as spunbond / meltblown / meltblown / spunbond laminate ("SMMS"), spunbond / meltblown laminate Of meltblown and spunbond layers. The basis weight of the nonwoven laminates can be tailored to the desired application, but the basis weight is generally from about 10 to about 300 grams per square meter ("gsm"), in some embodiments from about 25 to about 200 gsm, Lt; RTI ID = 0.0 > gsm. ≪ / RTI >

필요에 따라, 부직 웹 또는 라미네이트는 바람직한 특징을 제공하기 위해 다양한 처리에 적용될 수 있다. 예를 들어, 웹은 액체-반발성 첨가제, 대전방지제, 계면활성제, 착색제, 무적제, 플루오로화학 방혈제 또는 방알콜제, 윤활제, 및/또는 항미생물제로 처리될 수 있다. 또한, 웹은 여과 효율을 개선하기 위해 정전기를 제공하는 일렉트릿(electret) 처리에 적용될 수 있다. 전하는 중합체의 표면에서 또는 그 근처에서 갇힌 양전하 또는 음전하의 층, 또는 중합체 벌크에 저장된 전하 구름을 포함할 수 있다. 전하는 또한 쌍극자의 정렬시에 고정된 편극 전하를 포함할 수 있다. 패브릭(fabric)을 일렉트릿 처리에 적용하는 기술은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 이러한 기술의 예는 열, 액체-접촉, 전자빔 및 코로나 방전 기술을 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다. 한 특정 실시양태에서, 일렉트릿 처리는 라미네이트를 반대 극성을 갖는 한 쌍의 전계에 적용하는 것을 포함하는, 코로나 방전 기술이다. 일렉트릿체를 형성하기 위한 다른 방법은 미국 특허 4,215,682 (Kubik, et al .); 4,375,718 (Wadsworth); 4,592,815 (Nakao); 4,874,659 (Ando); 5,401,446 (Tsai , et al .); 5,883,026 (Reader , et al .); 5,908,598 (Rousseau , et al.); 6,365,088 (Knight , et al .)에 개시되어 있으며, 이들 특허는 모든 목적을 위해 그 전문이 본원에 참조로 포함된다.If desired, nonwoven webs or laminates can be applied to various treatments to provide desirable characteristics. For example, the web may be treated with a liquid-repellent additive, an antistatic agent, a surfactant, a colorant, an immobilizing agent, a fluoro-chemical hemostatic agent or a polyalcohol, a lubricant, and / or an antimicrobial agent. Further, the web can be applied to an electret process that provides static electricity to improve filtration efficiency. The charge may include a positively or negatively charged layer trapped at or near the surface of the polymer, or a charge cloud stored in the polymer bulk. The charge may also include a fixed polarized charge at the time of alignment of the dipole. Techniques for applying a fabric to electret processing are well known to those skilled in the art. Examples of such techniques include, but are not limited to, thermal, liquid-contact, electron beam, and corona discharge techniques. In one particular embodiment, the electret process is a corona discharge technique that involves applying the laminate to a pair of electric fields having opposite polarities. Other methods for forming electrets are described in U.S. Patent 4,215,682 ( Kubik, et al . ); 4,375,718 ( Wadsworth ); No. 4,592,815 ( Nakao ); 4,874,659 ( Ando ); No. 5,401,446 ( Tsai , et al . ); 5,883,026 ( Reader , et al . ); 5,908,598 ( Rousseau , et al. ); No. 6,365,088 ( Knight , et al . , Which patents are incorporated herein by reference in their entirety for all purposes.

IV. 용품 IV. goods

부직 웹은 매우 다양한 응용분야에서 사용될 수 있다. 예를 들어, 웹은 "의료 물품", 예컨대 가운, 수술용 드레이프(drape), 안면 마스크, 머리 덮개, 수술용 모자, 신발 싸개, 멸균 랩(wrap), 보온 담요, 가열 패드 등에 혼입될 수 있다. 물론, 부직 웹은 또한 다양한 다른 용품에도 사용될 수 있다. 예를 들어, 부직 웹은 물 또는 다른 유체를 흡수할 수 있는 "흡수 용품"에 혼입될 수 있다. 일부 흡수 용품의 예는 개인 위생 흡수 용품, 예컨대 기저귀, 배변 연습용 팬티, 흡수성 팬티, 실금 용품, 여성 위생 제품 (예를 들어, 생리대), 수영복, 유아용 와이프, 미트 와이프(mitt wipe) 등; 의료용 흡수 용품, 예컨대 의복, 천공술 재료, 언더패드, 침대패드, 붕대, 흡수성 드레이프, 및 의료용 와이프; 식품 산업 와이퍼; 의류 제품; 파우치 등을 포함하나, 이들로 제한되지는 않는다. 이러한 용품의 형성에 적합한 재료 및 공정은 당업자에게 널리 공지되어 있다. 예를 들어, 흡수 용품은 실질적으로 액체 불침투성인 층 (예를 들어, 외측 커버), 액체 투과성인 층 (예를 들어, 신체측 라이너, 서지(surge) 층 등), 및 흡수성 코어를 전형적으로 포함한다. 한 실시양태에서, 예를 들어, 본 발명에 따라 형성된 부직 웹은 흡수 용품의 외측 커버를 형성하는 데에 사용될 수 있다. 필요에 따라, 부직 웹은 증기 투과성 또는 증기 불침투성인 액체 불침투성 필름에 라미네이팅될 수 있다.Nonwoven webs can be used in a wide variety of applications. For example, the web may be incorporated into "medical articles" such as gowns, drapes, facial masks, head covers, surgical caps, shoe wrappers, sterilization wrap, . Of course, nonwoven webs can also be used in a variety of other articles. For example, the nonwoven web can be incorporated into an "absorbent article" that can absorb water or other fluids. Examples of some absorbent articles include personal hygiene absorbent articles such as diapers, training pants, absorbent panties, incontinence articles, feminine hygiene articles (e.g., sanitary napkins), swimwear, infant wipes, mitt wipes, and the like; Medical absorbent articles such as clothing, piercings, underpads, bed pads, bandages, absorbent drapes, and medical wipes; Food industry wiper; Apparel products; Pouches, and the like. Materials and processes suitable for the formation of such articles are well known to those skilled in the art. For example, the absorbent article typically includes a layer that is substantially liquid impermeable (e.g., an outer cover), a liquid permeable layer (e.g., a body side liner, a surge layer, etc.) . In one embodiment, for example, a nonwoven web formed in accordance with the present invention can be used to form the outer cover of the absorbent article. If desired, the nonwoven web may be laminated to a liquid impermeable film that is vapor permeable or vapor impermeable.

본 발명은 하기 실시예를 참조하여 더욱 잘 이해될 수 있다. 하기의 각 실시예에서, 폴리락트산은 약 77℃ 온도의 데시칸트(dessicant)에서 건조시킨 후에, 폴리에폭시드 개질제와 블렌딩하였다. 생성 블렌드 역시 섬유 방사 전에, 125℉ 내지 150℉ 온도의 데시칸트 건조기에서 건조시켰다. The invention can be better understood with reference to the following examples. In each of the following examples, the polylactic acid was dried in a dessicant at a temperature of about 77 DEG C and then blended with a polyepoxide modification agent. The resulting blend was also dried in a desiccant dryer at 125 ℉ to 150 온도, prior to fiber spinning.

실시예Example 1 One

PLA 6201D (네이처웍스®, 190℃에서 10 g/10분의 용융 유량)를 섬유 형태로 압출시킴으로써, 폴리락트산 (PLA) 100%로부터 형성된 섬유를 대조군으로서 형성하였다. 보다 구체적으로, 폴리락트산을 235℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 공급된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 섬유 연신 유닛을 통해 연신시키고, 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 이송시켰다. 초래된 연신비는 1549였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하여 목표하는 15 ㎛의 섬유를 제공하였다. 그 후에, 섬유를 고데롤 상에서 3000 미터/분 ("mpm")의 속도로 연신시켰다. 초래된 연신비는 2324였다.Fibers formed from 100% polylactic acid (PLA) were formed as a control by extruding PLA 6201D (NatureWorks®, melt flow rate of 10 g / 10 min at 190 ° C) in fiber form. More specifically, the polylactic acid was fed to an extruder heated to a temperature of 235 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers, which were then quenched with forced air supplied by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched through a fiber drawing unit and conveyed onto a cordierite roll at a speed of 2000 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1549. The fibers were collected at 2000 mpm to provide the desired 15 [mu] m fibers. The fibers were then stretched at a speed of 3000 meters per minute ("mpm") on a cordierite roll. The resulting stretching ratio was 2324.

실시예Example 2 2

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 97 중량% 및 폴리에폭시드 개질제 3 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 6 g/10분의 용융 유량 (190℃/2160 g), 8 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 함량, 25 중량%의 메틸 아크릴레이트 함량, 및 67 중량%의 에틸렌 함량을 갖는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (시그마-알드리치 캄파니(Sigma-Aldrich Co.))였다. 중합체를 써모 프리즘™ 유에스에이랩 16 이축 압출기 (영국 스톤에 소재하는 써모 일렉트론 코포레이션)에 공급하였다. 압출기의 용융 온도는 195℃였다. 압출기는 11개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 0-10번으로 번호를 매겼다. 폴리락트산 수지를 폴리에폭시드 개질제와 건식 혼합하고, 압출기의 공급 목부(feed throat) (가열되지 않음, 압출기의 대역 1 전에 위치)에 3 파운드/시간의 속도로 공급하였다. 스크류 속도는 200회 회전/분 ("rpm")이었다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 1개의 다이 개구부를 가졌다 (직경: 3 밀리미터). 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고 펠렛으로 성형하였다. 그 후에, 펠렛을 240℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 공급된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 1549였다.The ability to form fibers from blends of 97 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 3 wt% polyepoxide modification agent was demonstrated. The polyepoxide modification agent had a melt flow rate of 6 g / 10 min (190 DEG C / 2160 g), a glycidyl methacrylate content of 8 wt%, a methyl acrylate content of 25 wt%, and an ethylene content of 67 wt% Poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Sigma-Aldrich Co.). The polymer was fed to a Thermoprism 占 US 占 rap 16 twin-screw extruder (Thermo Electron Corporation, Stone, UK). The melting temperature of the extruder was 195 캜. The extruder has 11 bands, numbered sequentially 0-10 from the feed hopper to the die. The polylactic acid resin was dry blended with the polyepoxide modification agent and fed to the feed throat of the extruder (not heated, located before zone 1 of the extruder) at a rate of 3 pounds per hour. The screw speed was 200 revolutions / minute ("rpm"). The die used to extrude the resin had one die opening (diameter: 3 millimeters). Once the extruded resin is formed, it is cooled on a fan-cooled conveyor belt and molded into pellets. Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 240 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers, which were then quenched with forced air supplied by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1549.

실시예Example 3 3

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 95 중량% 및 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (시그마-알드리치 캄파니) 5 중량%의 블렌드로부터 실시예 2에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는1549였다. 섬유를 또한 초래되는 연신비가 2324가 되도록 3000 미터/분 ("mpm")으로 방사시켰다.A blend of 95% by weight of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 5% by weight of poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Sigma-Aldrich Corp.) The fibers were formed as described. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1549. The fibers were also spun at 3000 meters per minute ("mpm") with a resulting draw ratio of 2324.

실시예Example 4 4

섬유를 215℃에서 압출시키고 387의 연신비를 초래하면서 500 mpm으로 고데롤 상으로 연신시키는 것을 제외하고는, 폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 90 중량% 및 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (시그마-알드리치 캄파니) 10 중량%의 블렌드로부터 실시예 2에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 또한, 섬유의 형성 전에, 투과형 전자 현미경 ("TEM")을 이용하여 블렌드를 관찰하였다. 블렌드의 10,000X 이미지가 도 2에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블렌드는 어두운 영역에 의해 확인되는 복수 개의 작은 도메인을 함유하였다.90% by weight of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 40% by weight of poly (ethylene-co-methyl acrylate) were extruded at 215 ° C and stretched to a cord roll at 500 mpm resulting in a draw ratio of 387 (Co-glycidyl methacrylate) (Sigma-Aldrich Company) 10 wt.% Blend to form fibers. Prior to formation of the fibers, blends were also observed using a transmission electron microscope ("TEM"). A 10,000X image of the blend is shown in FIG. As shown, the blend contained a plurality of small domains identified by dark areas.

실시예Example 5 5

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 85 중량% 및 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (시그마-알드리치 캄파니) 15 중량%의 블렌드로부터 실시예 2에 기재된 바와 같이 펠렛을 형성하였다. 생성 펠렛은 섬유 방사시키지 않았다.A blend of 85 wt% of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 15 wt% of poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Sigma-Aldrich Co.) Pellets were formed as described. The resulting pellets were not fiber spun.

실시예Example 6 6

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 90 중량% 및 폴리에폭시드 개질제 10 중량%의 블렌드로부터 섬유를 형성하였다. 폴리에폭시드 개질제는 70-100 g/10분의 용융 유량 (190℃/2160 g), 7 내지 11 중량%의 글리시딜 메타크릴레이트 함량, 13 내지 17 중량%의 메틸 아크릴레이트 함량, 및 72 내지 80 중량%의 에틸렌 함량을 갖는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 섬유를 210℃에서 압출시키고 620의 연신비를 초래하도록 800 mpm의 속도로 고데롤 상으로 연신시키는 것을 제외하고는, 실시예 2와 동일한 공정이 이용되었다.Fibers were formed from a blend of 90 weight percent polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 10 weight percent polyepoxide modification agent. The polyepoxide modification agent has a melt flow rate (190 DEG C / 2160 g) of 70-100 g / 10 min, a glycidyl methacrylate content of 7-11 wt%, a methyl acrylate content of 13-17 wt% (Ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) having a content of ethylene of from 80% to 80% by weight (Rotta® AX8950, Arkema). The same process as in Example 2 was used, except that the fibers were extruded at 210 占 폚 and stretched to a cordierite roll at a speed of 800 mpm to effect a stretching ratio of 620.

실시예Example 7 7

중합체를 235℃의 용융 온도에서 함께 블렌딩하는 것을 제외하고는, 폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 90 중량% 및 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (시그마-알드리치 캄파니) 10 중량%의 블렌드로부터 실시예 2에 기재된 바와 같이 펠렛을 형성하였다. 생성 펠렛은 섬유 방사시키지 않았다.90% by weight of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 20% by weight of poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) Sigma-Aldrich < / RTI > Company) to form pellets as described in Example 2. < tb > < TABLE > The resulting pellets were not fiber spun.

10개의 샘플을 실시예 1-4 및 6에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 1-4 and 6 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00005
Figure pct00005

실시예Example 8 8

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 88.7 중량%, 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%, 및 강인화 첨가제 9.8 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 29 g/10분의 용융 유량 (190℃, 2160 g) 및 0.866 g/cm3의 밀도를 갖는 폴리올레핀 공중합체/엘라스토머인 비스타맥스™ 2120 (엑손모바일)이었다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 mm씩 이격된 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어(Conair) 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 100회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 220℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 1000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 775였다.88.7 wt.% Polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 1.5 wt.% Polyepoxide modification agent, and 9.8 wt.% Toughening additive. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was Vistamax 2120 (ExxonMobile), a polyolefin copolymer / elastomer having a melt flow rate of 29 g / 10 min (190 캜, 2160 g) and a density of 0.866 g / cm 3 . The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters) spaced 4 mm apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a fan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a Conair pelletizer. The screw speed was 100 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 220 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers, which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were drawn into a cordierite roll at a speed of 1000 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 775.

실시예Example 9 9

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 연신 속도가 1000 미터/분 ("mpm")인 것을 제외하고는, 실시예 8에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 초래된 연신비는 775였다.The fibers were formed as described in Example 8, except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the stretching speed of the cordieres was 1000 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 775.

실시예Example 10 10

강인화 첨가제가 에틸렌 비닐 아세테이트 ("EVA") 수지로서, 150 g/10분의 용융 유량 및 0.946 g/cm3의 밀도를 갖는 에스코렌(Escorene) ™ 울트라 7720 (엑손모바일)이고, 고데롤의 연신 속도가 700 미터/분 ("mpm")인 것을 제외하고는, 실시예 8에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 초래된 연신비는 542였다.(Esconene) Ultra 7720 (ExxonMobile) having a melt flow rate of 150 g / 10 min and a density of 0.946 g / cm < 3 > as the ethylene vinyl acetate ("EVA" The fibers were formed as described in Example 8, except that the draw rate was 700 meters / minute ("mpm"). The resulting stretching ratio was 542.

실시예Example 11 11

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 연신 속도가 1000 미터/분 ("mpm")인 것을 제외하고는, 실시예 10에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 초래된 연신비는 775였다.The fibers were formed as described in Example 10 except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the stretching speed of the cordieres was 1000 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 775.

실시예Example 12 12

섬유 압출 온도가 230℃인 것을 제외하고는, 실시예 10에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다.The fibers were formed as described in Example 10 except that the fiber extrusion temperature was 230 캜.

실시예Example 13 13

중합체의 블렌딩 온도가 235℃이고, 섬유 압출 온도가 235℃이고, 고데롤의 연신 속도가 3000 미터/분 ("mpm")인 것을 제외하고는, 실시예 8에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 초래된 연신비는 2324였다.Fibers were formed as described in Example 8, except that the blending temperature of the polymer was 235 DEG C, the fiber extrusion temperature was 235 DEG C, and the stretching speed of the cordieres was 3000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretching ratio was 2324.

10개의 샘플을 실시예 8-13에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 8-13 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00006
Figure pct00006

실시예Example 14 14

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 89.6 중량%, 폴리에폭시드 개질제 0.5 중량%, 및 강인화 첨가제 9.9 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 비스타맥스™ 2120 (엑손모바일)이었다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 100회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 220℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 500 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 387이었다. 섬유를 수집할 수 없었다.The ability to form fibers from a blend of 89.6 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 0.5 wt% polyepoxide modification, and 9.9 wt% toughening additive was demonstrated. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was VistaMax ™ 2120 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 100 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 220 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 500 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 387. The fibers could not be collected.

실시예Example 15 15

섬유 압출 온도가 225℃이고, 고데롤의 속도가 750 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 수집할 수 없었다.The fibers were formed as described in Example 14 except that the fiber extrusion temperature was 225 占 폚 and the speed of the cordierite was 750 mpm. The fibers could not be collected.

실시예Example 16 16

섬유 압출 온도가 230℃이고, 고데롤의 속도가 1500 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 수집할 수 없었다.The fibers were formed as described in Example 14, except that the fiber extrusion temperature was 230 占 폚 and the speed of the cordierite was 1500 mpm. The fibers could not be collected.

실시예Example 17 17

섬유 압출 온도가 235℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하였고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 14 except that the fiber extrusion temperature was 235 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 18 18

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 14 except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 19 19

섬유 압출 온도가 245℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2800 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 14 except that the fiber extrusion temperature was 245 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2800 mpm.

실시예Example 20 20

섬유 압출 온도가 250℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 14에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2900 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 14, except that the fiber extrusion temperature was 250 占 폚 and the speed of the cordieres was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2900 mpm.

10개의 샘플을 실시예 17-20에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 17-20 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00007
Figure pct00007

실시예Example 21 21

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 88.7 중량%, 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%, 및 강인화 첨가제 9.8 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 비스타맥스™ 2120 (엑손모바일)이었다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 100회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 220℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 500 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 387이었다. 섬유를 수집할 수 없었다.88.7 wt.% Polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 1.5 wt.% Polyepoxide modification agent, and 9.8 wt.% Toughening additive. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was VistaMax ™ 2120 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 100 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 220 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 500 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 387. The fibers could not be collected.

실시예Example 22 22

섬유 압출 온도가 225℃이고, 고데롤의 속도가 1200 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 수집할 수 없었다.The fibers were formed as described in Example 21 except that the fiber extrusion temperature was 225 占 폚 and the speed of the cordierite was 1200 mpm. The fibers could not be collected.

실시예Example 23 23

섬유 압출 온도가 230℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2400 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 21 except that the fiber extrusion temperature was 230 캜 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2400 mpm.

실시예Example 24 24

섬유 압출 온도가 235℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 21 except that the fiber extrusion temperature was 235 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 25 25

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 21 except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 26 26

섬유 압출 온도가 245℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 21, except that the fiber extrusion temperature was 245 DEG C and the speed of the goader roll was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 27 27

섬유 압출 온도가 250℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 21에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2800 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 21 except that the fiber extrusion temperature was 250 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2800 mpm.

10개의 샘플을 실시예 23-27에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 23-27 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00008
Figure pct00008

실시예Example 28 28

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 87.8 중량%, 폴리에폭시드 개질제 2.4 중량%, 및 강인화 첨가제 9.8 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 비스타맥스™ 2120 (엑손모바일)이었다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 100회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 220℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 1300 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 387이었다. 섬유를 수집할 수 없었다.87.8 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 2.4 wt% polyepoxide modification, and 9.8 wt% toughening additive. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was VistaMax ™ 2120 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 100 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 220 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were drawn on a cordierite roll at a speed of 1300 meters / minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 387. The fibers could not be collected.

실시예Example 29 29

섬유 압출 온도가 225℃이고, 고데롤의 속도가 1500 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 수집할 수 없었다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 225 占 폚 and the speed of the cordierite was 1500 mpm. The fibers could not be collected.

실시예Example 30 30

섬유 압출 온도가 230℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 230 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 31 31

섬유 압출 온도가 235°이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2900 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 235 ° and the speed of the cordieres was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2900 mpm.

실시예Example 32 32

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 33 33

섬유 압출 온도가 245℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 245 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 34 34

섬유 압출 온도가 250℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 28에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 2800 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 28 except that the fiber extrusion temperature was 250 占 폚 and the speed of the cordieres was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 2800 mpm.

10개의 샘플을 실시예 30-34에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 30-34 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00009
Figure pct00009

실시예Example 35 35

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 88.7 중량%, 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%, 및 강인화 첨가제 9.8 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 비스타맥스™ 2120 (엑손모바일)이었다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 200회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 220℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 1547이었다. 섬유를 수집한 후에, 고데롤을 3000 mpm으로 가속시켰다.88.7 wt.% Polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 1.5 wt.% Polyepoxide modification agent, and 9.8 wt.% Toughening additive. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was VistaMax ™ 2120 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 200 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 220 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1547. After the fibers were collected, the cordel roll was accelerated to 3000 mpm.

실시예Example 36 36

섬유 압출 온도가 230℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 35 except that the fiber extrusion temperature was 230 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 37 37

섬유 압출 온도가 235℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 35 except that the fiber extrusion temperature was 235 DEG C and the speed of the rode roll was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 38 38

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 35 except that the fiber extrusion temperature was 240 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 39 39

섬유 압출 온도가 245℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다.The fibers were formed as described in Example 35 except that the fiber extrusion temperature was 245 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm.

실시예Example 40 40

섬유 압출 온도가 250℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 35, except that the fiber extrusion temperature was 250 占 폚 and the cordierite speed was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 41 41

섬유 압출 온도가 255°이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 35에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 35 except that the fiber extrusion temperature was 255 占 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

10개의 샘플을 실시예 35-41에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 35-41 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00010
Figure pct00010

실시예Example 42 42

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 88.7 중량%, 강인화 첨가제 9.8 중량%, 및 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%의 블렌드를 사용하여 섬유를 형성하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 폴리프로필렌 단일중합체인 PP 3155 (엑손모바일)였다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 100회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 230℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.Fibers were formed using a blend of 88.7 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 9.8 wt% toughened additive, and 1.5 wt% polyepoxide modification agent. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The toughening additive was polypropylene homopolymer PP 3155 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 100 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 230 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 43 43

섬유 압출 온도가 235℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 42에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 42, except that the fiber extrusion temperature was 235 ° C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

실시예Example 44 44

섬유 압출 온도가 240℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 42에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 섬유를 3000 mpm 이하에서 방사시켰다.The fibers were formed as described in Example 42 except that the fiber extrusion temperature was 240 캜 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and the fibers were spun at less than 3000 mpm.

10개의 샘플을 실시예 42-44에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Ten samples were prepared according to Examples 42-44 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00011
Figure pct00011

실시예Example 45 45

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 89.25 중량%, 폴리에폭시드 개질제 0.75 중량%, 및 강인화 첨가제 10 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8900, 아르케마)였다. 강인화 첨가제는 폴리프로필렌 단일중합체인 PP 3155 (엑손모바일)였다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 200회 회전/분 ("rpm")이었다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고 펠렛으로 성형하였다. 그 후에, 펠렛을 240℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 1547이었다. 섬유를 수집한 후에, 고데롤을 3000 mpm으로 가속시켰다. 이어서, 압출기 처리량을 0.28 그램/구멍/분으로 감소시키고, 섬유를 3320의 연신비가 초래되도록 3000 mpm으로 고데롤 상으로 연신시켰다.The fiber formability from a blend of 89.25 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 0.75 wt% polyepoxide modification agent, and 10 wt% toughening additive was demonstrated. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar AX8900, Arkema). The toughening additive was polypropylene homopolymer PP 3155 (ExxonMobile). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 200 revolutions / minute ("rpm"). Once the extruded resin is formed, it is cooled on a fan-cooled conveyor belt and molded into pellets. Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 240 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1547. After the fibers were collected, the cordel roll was accelerated to 3000 mpm. The extruder throughput was then reduced to 0.28 grams per hole per minute and the fibers were stretched to a cordierite roll at 3000 mpm resulting in a stretch ratio of 3320.

실시예Example 46 46

섬유 압출 온도가 245℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 45에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유가 수집되지 않았다.The fibers were formed as described in Example 45 except that the fiber extrusion temperature was 245 DEG C and the speed of the cordierite was 2000 mpm. No fibers were collected.

실시예Example 47 47

섬유 압출 온도가 250℃이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 45에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유가 수집되지 않았다.The fibers were formed as described in Example 45, except that the fiber extrusion temperature was 250 占 폚 and the speed of the cordierite was 2000 mpm. No fibers were collected.

실시예Example 48 48

로타더™ AX8900의 농도가 0.5%이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 45에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 5810의 연신비가 초래되도록 0.16 그램/구멍/분의 처리량으로 3000 mpm 이하에서 방사시켰다. 또한, 섬유의 SEM 사진을 촬영하였고, 이는 도 8에 나타나 있다. 나타낸 바와 같이, 섬유는 코어 성분을 둘러싸고 있는 얇은 시쓰 성분을 함유하였다.The fibers were formed as described in Example 45, except that the concentration of RotaTM AX8900 was 0.5% and the velocity of the cordierite was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and spun below 3000 mpm at a throughput of 0.16 grams per hole per minute, resulting in a draw ratio of 5810. Also, an SEM photograph of the fiber was taken, which is shown in FIG. As shown, the fibers contained a thin sheath component surrounding the core component.

실시예Example 49 49

폴리프로필렌의 농도가 2.5%이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 45에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 3873의 연신비가 초래되도록 0.24 그램/구멍/분의 처리량으로 3000 mpm 이하에서 방사시켰다. 또한, 섬유의 형성 전에, 투과형 전자 현미경 ("TEM")을 이용하여 블렌드를 관찰하였다. 블렌드의 10,000X 이미지가 도 3에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블렌드는 보다 작은 어두운 영역으로 확인되는 로타더® AX 8900의 복수 개의 나노-크기 도메인 및 보다 큰 어두운 영역으로 확인되는 폴리프로필렌의 복수 개의 마이크로-크기 도메인을 함유하였다.The fibers were formed as described in Example 45, except that the concentration of polypropylene was 2.5% and the velocity of the cordieres was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and spun below 3000 mpm at a throughput of 0.24 grams per hole per minute, resulting in a draw ratio of 3873. Prior to formation of the fibers, blends were also observed using a transmission electron microscope ("TEM"). A 10,000X image of the blend is shown in FIG. As shown, the blend contained multiple nano-size domains of Rotador® AX 8900 identified as smaller dark areas and multiple micro-size domains of polypropylene identified as larger dark areas.

실시예Example 50 50

폴리에폭시드 개질제가 세사™ 익스텐드 8478 (클라리안트 코포레이션, 10% 바스프 존크릴(Joncryl)™ ADR 4368, 네이처웍스 PLA 6201D에 녹아 있음)이고, 세사의 농도가 0.5 중량%이고, 1549의 연신비가 초래되도록 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 45에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유가 수집되지 않았다.The polyepoxide modification agent was Cesa ™ Extend 8478 (Clariant Corporation, 10% BASF Zoncryl ™ ADR 4368, dissolved in NatureWorks PLA 6201D), the concentration of cedar was 0.5 wt% and the stretching ratio of 1549 The fibers were formed as described in Example 45 except that the speed of the cordierite roll was 2000 mpm. No fibers were collected.

또한, 섬유의 형성 전에, 투과형 전자 현미경 ("TEM")을 이용하여 블렌드를 관찰하였다. 블렌드의 10,000X 이미지가 도 4에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블렌드는 어두운 영역으로 확인되는 복수 개의 큰 도메인을 함유하였다. 또한, 10개의 섬유 샘플을 실시예 45, 48, 및 49에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Prior to formation of the fibers, blends were also observed using a transmission electron microscope ("TEM"). A 10,000X image of the blend is shown in FIG. As shown, the blend contained a plurality of large domains identified as dark regions. In addition, ten fiber samples were prepared according to Examples 45, 48, and 49, and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00012
Figure pct00012

실시예Example 51 51

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 98.5 중량%, 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%의 블렌드로부터의 섬유 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8900, 아르케마)였다. 중합체를 미국 뉴저지주 람세이에 소재하는 워너 앤드 플라이더러 코포레이션에 의해 제작되어, 컴파운딩을 위해 이용되는 동방향 회전 이축 압출기 (ZSK-30, 30 mm의 직경, 1328 밀리미터의 길이)에 공급하였다. 압출기는 14개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-14번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 15 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 4 밀리미터씩 이격된, 3개의 다이 개구부 (직경: 6 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고, 콘에어 펠렛화기에 의해 펠렛으로 성형하였다. 스크류 속도는 200회 회전/분 ("rpm")이었다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 팬-냉각된 컨베이어 벨트에서 냉각시키고 펠렛으로 성형하였다. 그 후에, 펠렛을 240℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.4 그램/구멍/분이었다 (인치 당 16개의 구멍을 갖는 방사팩에서). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 2000 미터/분 ("mpm")의 속도로 고데롤 상으로 연신시켰다. 초래된 연신비는 1547이었다. 섬유가 수집되지 않았지만, 고데롤을 3000 mpm으로 가속시켰다. 그 후에, 압출기 처리량을 0.28 그램/구멍/분으로 감소시켰고, 섬유를 3320의 연신비가 초래되도록 3000 mpm으로 고데롤 상으로 연신시켰다.98.5% by weight of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) and 1.5% by weight of polyepoxide modification agent. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar AX8900, Arkema). The polymer was produced by Warner & Flyer Corporation of Ramsey, NJ, and fed to a co-rotating twin screw extruder (ZSK-30, 30 mm diameter, 1328 mm long) used for compounding. The extruder has 14 bands, numbered 1-14 sequentially from the feed hopper to the die. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 15 pounds per hour. The die used to extrude the resin had three die openings (diameter: 6 millimeters), spaced 4 millimeters apart. Once the extruded resin is formed, it is cooled on a pan-cooled conveyor belt and molded into pellets by a cone air pelletizer. The screw speed was 200 revolutions / minute ("rpm"). Once the extruded resin is formed, it is cooled on a fan-cooled conveyor belt and molded into pellets. Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 240 캜. The throughput of the extruder was 0.4 grams per hole per minute (in a spinning pack with 16 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were stretched in a cordierite roll at a speed of 2000 meters per minute ("mpm"). The resulting stretch ratio was 1547. The fibers were not collected, but the goad roll was accelerated to 3000 mpm. Thereafter, the throughput of the extruder was reduced to 0.28 grams per hole / minute and the fibers were stretched to a cordierite roll at 3000 mpm resulting in a stretch ratio of 3320.

또한, 섬유의 형성 전에, 투과형 전자 현미경 ("TEM")을 이용하여 블렌드를 관찰하였다. 블렌드의 10,000X 이미지가 도 5에 도시되어 있다. 도시된 바와 같이, 블렌드는 보다 작은 어두운 영역으로 확인되는 로타더® AX 8900의 복수 개의 나노-크기 도메인을 함유하였다.Prior to formation of the fibers, blends were also observed using a transmission electron microscope ("TEM"). A 10,000X image of the blend is shown in FIG. As shown, the blend contained a plurality of nano-size domains of Rotador® AX 8900 identified as smaller dark areas.

실시예Example 52 52

로타더® AX8900의 농도가 0.5%이고, 고데롤의 속도가 2000 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 51에 기재된 바와 같이 섬유를 형성하였다. 섬유를 2000 mpm으로 수집하고, 5810의 연신비가 초래되도록 0.16 그램/구멍/분의 처리량으로 3000 mpm 이하에서 방사시켰다. 10개의 샘플을 실시예 52에 따라 제조한 후에, 강인성 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다.Fibers were formed as described in Example 51, except that the concentration of Rotador 占 AX8900 was 0.5% and the velocity of the cordieres was 2000 mpm. The fibers were collected at 2000 mpm and spun below 3000 mpm at a throughput of 0.16 grams per hole per minute, resulting in a draw ratio of 5810. Ten samples were prepared according to Example 52 and then tested for toughness and elongation. The result (average) is shown below.

Figure pct00013
Figure pct00013

실시예Example 53 53

폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 88.7 중량%, PP3155 (엑손모바일) 9.8 중량% 및 폴리에폭시드 개질제 1.5 중량%의 블렌드로부터 제조된 섬유로부터의 스펀본드 웹 형성능을 입증하였다. 폴리에폭시드 개질제는 폴리(에틸렌-코-메틸 아크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트) (로타더® AX8950, 아르케마)였다. 중합체를 동방향 회전 인터메싱 이축 압출기 (64 mm, 2240 mm의 길이)에 공급하였다. 압출기는 8개의 대역을 가지며, 공급 호퍼부터 다이까지 연속적으로 1-8번으로 번호를 매겼다. 제1 배럴 #1은 중량제어식 공급장치를 통해 550 파운드/시간의 총 처리량으로 수지를 수용하였다. 수지를 압출시키는 데에 사용된 다이는 24개의 다이 개구부 (직경: 3 밀리미터)를 가졌다. 압출된 수지가 형성되고 나면, 이것을 수중 냉각시키고, 갈라(Gala) 수중 펠렛화기를 사용하여 펠렛화하였다. 스크류 속도는 350회 회전/분 ("rpm")이었다. 그 후에, 펠렛을 240℃의 온도로 가열된 압출기에 공급하였다. 압출기의 처리량은 0.7 그램/구멍/분이었다 (인치 당 100개의 구멍을 갖는 방사팩에서 0.6 mm의 개구부). 용융물을 방사팩을 통해 압출시켜 연속 섬유를 형성하고, 이어서 이것을 25℃의 온도에서 송풍기에 의해 제공된 강제 통풍으로 켄칭시켰다. 그 후에, 연속 섬유를 섬유 연신 유닛을 이용하여 기계적으로 연신시키고, 2025의 연신비가 초래되도록 4600 미터/분의 연신 속도로 이동하는 형성 와이어 상으로 퇴적시켰다. 그 후에, 섬유를 가열된 캘린더 롤을 이용하여 열 결합시켜 연속 스펀본드 웹을 형성하였다. 생성 웹을 권취기 상에 수집하고 평가하였다.The ability to form spunbond webs from fibers made from 88.7 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 9.8 wt% PP3155 (ExxonMobile) and 1.5 wt% polyepoxide modification agent was demonstrated. The polyepoxide modification agent was poly (ethylene-co-methyl acrylate-co-glycidyl methacrylate) (Rotadar® AX8950, Arkema). The polymer was fed into a co-rotating intermeshing twin-screw extruder (64 mm, 2240 mm long). The extruder has eight bands, numbered sequentially from feed hopper to die, 1-8. The first barrel # 1 received the resin through a gravimetric feeder at a total throughput of 550 pounds per hour. The die used to extrude the resin had 24 die openings (diameter: 3 millimeters). Once the extruded resin was formed, it was cooled in water and pelletized using a Gala underwater pelletizer. The screw speed was 350 revolutions / minute ("rpm"). Thereafter, the pellets were fed to an extruder heated to a temperature of 240 캜. The throughput of the extruder was 0.7 grams / hole / minute (0.6 mm opening in a spinning pack with 100 holes per inch). The melt was extruded through a spin pack to form continuous fibers which were then quenched with forced air provided by a blower at a temperature of 25 캜. Thereafter, the continuous fibers were mechanically stretched using a fiber stretching unit and deposited onto a forming wire moving at a stretching speed of 4600 meters / minute to cause a stretching ratio of 2025. Thereafter, the fibers were thermally bonded using a heated calender roll to form a continuous spunbond web. The resulting web was collected and evaluated on a winder.

실시예Example 54 54

중합체 블렌드가 폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 92 중량%, 플루리올 WI-285 (바스프) 2 중량%, 카르보왁스 8000 (다우) 2.7 중량% 및 푸사본드(Fusabond) MD-353D (듀폰(DuPont)) 3.3 중량%로 이루어진 가소화된 PLA이고, 1410의 연신비가 초래되도록 연신 속도가 3200 mpm인 것을 제외하고는, 실시예 53에 기재된 바와 같이 스펀본드 웹을 형성하였다. 생성 웹을 평가를 위해 권취기 상에 수집하였다.The polymer blend consisted of 92% by weight of polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®), 2% by weight of Fluriol WI-285 (BASF), 2.7% by weight of Carbowax 8000 (Dow) and Fusabond MD-353D (DuPont)) and a stretching speed of 3200 mpm so as to result in a stretch ratio of 1410. The spunbond web was prepared as described in Example 53, except that it was a plasticized PLA of 3.3% by weight. The resulting web was collected on a take-up machine for evaluation.

실시예Example 55 55

중합체가 블렌딩되지 않은 폴리락트산 (PLA 6201D, 네이처웍스®) 100 중량%이고, 509의 연신비가 초래되도록 연신 속도가 3400 mpm (인치 당 100개의 구멍을 갖는 팩에서 0.35 mm의 개구부)인 것을 제외하고는, 실시예 53에 기재된 바와 같이 스펀본드 웹을 형성하였다. 생성 웹을 평가를 위해 권취기 상에 수집하였다.Except that the polymer was 100 wt% polylactic acid (PLA 6201D, NatureWorks®) without blending and the draw rate was 3400 mpm (0.35 mm opening in a pack with 100 holes per inch) to yield a draw ratio of 509 Formed a spunbond web as described in Example 53. The resulting web was collected on a take-up machine for evaluation.

10개의 샘플을 실시예 53-55에 따라 제조한 후에, 웹의 종방향 (MD) 및 횡방향 (CD)으로 인장 강도 및 연신율에 대하여 테스트하였다. 그 결과 (평균)가 하기에 나타나 있다. 기초 중량의 차이를 설명하기 위해 인장 강도를 기초 중량에 대하여 표준화하였다.Ten samples were prepared according to Examples 53-55 and then tested for tensile strength and elongation in the longitudinal (MD) and transverse (CD) directions of the web. The result (average) is shown below. The tensile strength was normalized to the basis weight to account for differences in basis weight.

Figure pct00014
Figure pct00014

리안(Ryan)/바실리(Vasily): 상기 실시예 중 어느 하나에 상응하는 얇은 PP 벽을 보여주는 TEM을 추가할 수 있는가? (그러한 실시예가 실시예 53인가?) 그러한 실시예가 없으면, 그에 상응하는 새로운 실시예를 추가할 수 있는가?Ryan / Vasily: Can I add a TEM showing a thin PP wall corresponding to any of the above examples? (Is such an embodiment being Example 53?) Without such an embodiment, can it add a corresponding new embodiment?

본 발명이 그의 구체적 실시양태와 관련하여 상세히 기재되었지만, 당업자라면 상기 내용을 이해하였을 때 이들 실시양태의 변경물, 변형물 및 등가물을 용이하게 이해할 수 있음을 알 것이다. 따라서, 본 발명의 범주는 첨부된 특허청구범위 및 그의 등가물의 범주로서 평가되어야 한다.While the invention has been described in detail with respect to specific embodiments thereof, those skilled in the art will readily appreciate that modifications, variations, and equivalents of those embodiments will be apparent to those skilled in the art from the foregoing description. Accordingly, the scope of the present invention should be assessed as the scope of the appended claims and their equivalents.

Claims (20)

폴리락트산, 중합체 강인화 첨가제, 및 폴리에폭시드 개질제를 블렌딩하여 열가소성 조성물을 형성한 후에, 열가소성 조성물을 다이를 통해 압출시켜 섬유를 형성하는 것을 포함하고, 여기서 섬유는 시쓰(sheath) 성분에 의해 둘러싸인 코어(core) 성분을 함유하고, 폴리락트산은 코어 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하고, 중합체 강인화 첨가제는 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하는 것인, 다성분 섬유의 형성 방법.Blending a polylactic acid, a polymeric toughening additive, and a polyepoxide modification agent to form a thermoplastic composition, followed by extruding the thermoplastic composition through a die to form the fiber, wherein the fiber is surrounded by a sheath component Core component, wherein the polylactic acid comprises at least about 50 weight percent of the polymer content of the core component, and the polymeric toughening additive comprises at least about 50 weight percent of the polymer content of the sheath component. ≪ / RTI > 제1항에 있어서, 중합체 강인화 첨가제가 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 90 중량% 내지 100 중량%를 구성하는 것인 방법.The method of claim 1, wherein the polymeric toughening additive comprises about 90% to 100% by weight of the polymer content of the sheath component. 제1항 또는 제2항에 있어서, 시쓰 성분이 섬유 직경의 약 0.5% 내지 약 25%를 구성하는 것인 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein the sheath component comprises from about 0.5% to about 25% of the fiber diameter. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 블렌딩된 열가소성 조성물로부터 펠렛을 형성하고, 펠렛을 다이를 통해 압출시켜 섬유를 형성하는 것을 추가로 포함하는 방법.4. The method of any one of claims 1 to 3, further comprising forming a pellet from the blended thermoplastic composition and extruding the pellet through a die to form the fiber. 제4항에 있어서, 펠렛이 수중 펠렛화기를 사용하여 형성되는 것인 방법.5. The method of claim 4, wherein the pellet is formed using an underwater pelletizer. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리락트산의 용융 유량 대 중합체 강인화 첨가제의 용융 유량의 비율이 약 0.1 내지 약 0.9인 방법.6. The process of any one of claims 1 to 5 wherein the ratio of the melt flow rate of the polylactic acid to the melt flow rate of the polymer toughening additive is from about 0.1 to about 0.9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 중합체 강인화 첨가제가 폴리올레핀인 방법.7. The method of any one of claims 1 to 6 wherein the polymeric toughening additive is a polyolefin. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에폭시드 개질제가 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체 성분, 예컨대 글리시딜 아크릴레이트, 글리시딜 메타크릴레이트, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 방법.8. The composition of any one of claims 1 to 7, wherein the polyepoxide modification agent comprises an epoxy-functional (meth) acrylic monomer component such as glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, How to do it. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리에폭시드 개질제가 폴리(에틸렌-코-메타크릴레이트-코-글리시딜 메타크릴레이트)인 방법.9. The process according to any one of claims 1 to 8, wherein the polyepoxide modification agent is poly (ethylene-co-methacrylate-co-glycidyl methacrylate). 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 폴리락트산이 열가소성 조성물의 약 70 중량% 이상을 구성하는 것인 방법.10. The method of any one of claims 1 to 9, wherein the polylactic acid comprises at least about 70% by weight of the thermoplastic composition. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 블렌딩이 폴리락트산의 융점 초과이고 약 230℃ 미만인 온도에서 수행되고, 블렌딩된 열가소성 조성물의 압출이 약 230℃ 초과의 온도에서 수행되는 방법.11. The process according to any one of claims 1 to 10, wherein the blending is carried out at a temperature above the melting point of the polylactic acid and below about 230 DEG C and the extrusion of the blended thermoplastic composition is carried out at a temperature above about 230 DEG C. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 블렌딩된 열가소성 조성물이 연속상 내에 분산된 복수 개의 불연속 도메인을 포함하고, 상기 불연속 도메인이 폴리에폭시드 개질제를 함유하고, 상기 연속상이 폴리락트산을 함유하는 것인 방법.12. The method of any one of claims 1 to 11, wherein the blended thermoplastic composition comprises a plurality of discrete domains dispersed in a continuous phase, wherein the discrete domain contains a polyepoxide modification agent and the continuous phase comprises polylactic acid ≪ / RTI > 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항의 방법으로 형성된 섬유.A fiber formed by the method of any one of claims 1 to 12. 폴리락트산이 코어 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하고, 중합체 강인화 첨가제, 예컨대 폴리올레핀이 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 50 중량% 이상을 구성하고, 코어 성분 중의 폴리락트산 및 시쓰 성분 중의 중합체 강인화 첨가제가 폴리락트산이 중합체 강인화 첨가제와 블렌딩된 단일 열가소성 조성물로부터 유래된 것인, 시쓰 성분에 의해 둘러싸인 코어 성분을 함유하는 다성분 섬유.Wherein the polylactic acid comprises at least about 50% by weight of the polymer content of the core component, and wherein the polymer toughening additive, e.g., the polyolefin, constitutes at least about 50% by weight of the polymer content of the sheath component, A multicomponent fiber containing a core component surrounded by a sheath component wherein the polymeric toughening additive is derived from a single thermoplastic composition wherein the polylactic acid is blended with a polymeric toughening additive. 제14항에 있어서, 중합체 강인화 첨가제가 시쓰 성분의 중합체 함량의 약 90 중량% 내지 100 중량%를 구성하는 것인 다성분 섬유.15. The multicomponent fiber of claim 14, wherein the polymeric toughening additive comprises about 90% to 100% by weight of the polymer content of the sheath component. 제14항에 있어서, 시쓰 성분이 섬유 직경의 약 0.5% 내지 약 25%를 구성하는 것인 다성분 섬유.15. The multicomponent fiber of claim 14, wherein the sheath component comprises from about 0.5% to about 25% of the fiber diameter. 제14항에 있어서, 코어 성분이 폴리에폭시드 개질제, 예컨대 에폭시-관능성 (메트)아크릴 단량체 성분을 추가로 포함하는 것인 다성분 섬유.15. The multicomponent fiber of claim 14, wherein the core component further comprises a polyepoxide modification agent such as an epoxy-functional (meth) acrylic monomer component. 제14항에 있어서, 약 50% 이상의 피크 연신율 및 약 0.75 내지 약 6 그램중(gram-force)/데니어의 강인성을 나타내는 다성분 섬유.15. The multicomponent fiber of claim 14, wherein the multicomponent fiber exhibits a peak elongation of at least about 50% and a tenacity of between about 0.75 and about 6 grams (gram-force) / denier. 제14항 내지 제18항 중 어느 한 항의 다성분 섬유를 포함하는 부직 웹.18. A nonwoven web comprising multicomponent fibers of any one of claims 14-18. 액체 투과성인 층과 대체로 액체 불침투성인 층의 사이에 위치하는 흡수성 코어를 포함하고, 제19항의 부직 웹을 포함하는 흡수 용품.20. An absorbent article comprising the absorbent core of claim 19 positioned between a liquid pervious layer and a generally liquid impervious layer.
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